超声波电机控制系统的研究

论文题目: 超声波电机控制系统的研究

论文类型: 硕士论文

论文专业: 电力电子及电力传动

作者: 褚国伟

导师: 胡敏强,金龙

关键词: 超声波电机,测控系统,调节,调节,模糊自适应调节

文献来源: 东南大学

发表年度: 2005

论文摘要: 超声波电机是一种全新原理的直接驱动电机,它利用压电陶瓷逆压电效应激发的超声振动作为驱动力,通过定转子间的摩擦力来驱动转子运动。与传统的电磁电机相比,它具有低速大转矩、无电磁干扰、动作相应快、运行无噪声、无输入自锁等卓越特性,在非连续运动领域、精密控制领域要比传统的电磁电机性能优越得多。超声波电机在工业控制系统、汽车专用电器、精密仪器仪表、办公自动化设备、智能机器人等领域有广阔的应用前景,近年来倍受科技界和工业界的重视,成为当前机电控制领域的一个研究热点。本文主要研究行波型超声波电机及其控制原理,并对基于DSP的超声波电机测控系统和超声波电机的速度与定位控制做了深入的研究。本文主要研究内容及成果如下:总结了超声波电机研究的现状和发展,特别是驱动控制技术的特点和发展,展示了超声波电机的卓越特性及广阔的应用前景。在此基础上,提出了超声波电机控制技术研究的发展方向,明确了本文的研究内容。在对环形行波型超声波电机运行机理进行分析的基础上,对超声波电机数学模型和电学等效模型进行了分析,总结了环形行波型超声波电机驱动控制策略和控制系统的原理。根据超声波电机的原理和控制特性,在基于DSP的超声波电机控制系统的平台上对超声波电机的控制系统进行研究,并介绍了一种超声波电机的测试系统。根据超声波电机的控制原理,分别介绍了三种控制策略:P调节速度与定位控制、PID调节速度与定位控制、模糊自适应PID调节速度与定位控制。利用三种控制策略分别对超声波电机进行控制,针对三种策略下超声波电机的特性分别作了测试,并对测试结果作了详细分析,提出了针对不同的控制要求、不同的控制对象所适用的控制方法。

论文目录:

摘要

Abstract

第一章绪论

1.1 超声波电机的研究历史与现状

1.2 超声波电机的分类与应用

1.3 超声波电机及其驱动控制的特点

1.4 超声波电机驱动控制技术的发展

1.5 课题的内容及工作

第二章行波型超声波电机及其控制原理

2.1 行波型超声波电机的结构特点

2.1.1 行波型超声波电机的结构特点

2.1.2 环形行波型超声波电机电学等效模型

2.2 行波型超声波电机的运行理论分析

2.2.1 行波型超声波电机的运行机理及定子行波的产生

2.2.2 行波型超声波电机的速度控制特性

2.3 本章小结

第三章基于DSP 的超声波电机测控系统的研究

3.1 基于DSP 的超声波电机控制系统的研究

3.1.1 控制系统的需求

3.1.2 控制系统的结构框图

3.1.3 驱动及控制电路的设计

3.1.4 控制系统软件的设计

3.2 超声波电机测试系统的研究

3.2.1 测试平台

3.2.2 测试方法及数据处理

3.3 本章小结

第四章超声波电机速度与定位控制系统的研究

4.1 P 调节速度与定位控制

4.1.1 P 调节控制方法的研究

4.1.2 测试结果与分析

4.2 PID 调节速度与定位控制

4.2.1 PID 调节控制方法的研究

4.2.2 测试结果与分析

4.3 模糊自适应PID 调节速度与定位控制

4.3.1 模糊自适应PID 调节控制方法的研究

4.3.2 一种新型的超声波电机速度与定位控制系统

4.3.3 测试结果与分析

4.4 本章小结

第五章总结与展望

5.1 本文主要贡献

5.2 进一步研究方向

致谢

参考文献

作者简介

发布时间: 2007-06-11

参考文献

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[7].行波型锥面超声波电机性能优化研究[D]. 宋人权.浙江大学2012
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[9].大力矩纵扭复合型超声波电机测控系统的研究[D]. 冯威.浙江大学2002
[10].水轮机控制系统的辨识与融合控制策略研究[D]. 朱道利.湖北工业大学2018

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