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相似文献
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1.
超声波电动机(USM)是近年发展起来的一种新型微特电机,与传统的电磁驱动型电动机的工作原理截然不同.由于USM具有小型轻量、无电磁干扰、响应速度快、低速大转矩、高保持力矩、高功率密度等诸多优点,因而在光学仪器、办公自动化、汽车专用电器、智能机器人、航空航天等领域具有良好的应用前景.但USM的高度非线性、时变性和强耦合增加了它的控制难度.本文提出一种新的USM自适应控制策略,系统采用双闭环控制,内环用来补偿定子环机械谐振频率的漂移;外环利用径向基函数神经网络(RBFNN)控制器调节USM的驱动频率,实现速度的自适应控制.根据RBF神经网络的结构特点,对其参数采用混合递阶遗传算法进行训练.经实验证明,该控制系统具有响应迅速、适应性强等优点,具有较高的控制精度和较好的稳定性.  相似文献   

2.
介绍一种超声波电机(USM)自适应控制策略,系统采用双闭环控制,内环通过对弧极电压进行采样、判断,补偿USM谐振频率的漂移;外环利用动态递归神经网络控制器调节两相驱动交变电压的相位差,实现转速的自适应控制.DRNN的结构和初始参数通过混合递阶遗传算法离线训练获得.试验结果证明,该控制系统具有较高的控制精度和较好的稳定性.  相似文献   

3.
基于遗传算法的超声波电机模糊自适应速度控制   总被引:17,自引:15,他引:17  
行波接触型超声波电机是一种利用压电陶瓷的逆压电效应工作的新原理微特电机,与传统电磁型电机截然不同,其驱动力矩并非由电磁感应产生,而是由压电陶瓷超声频域的振动转化而来,参数的时变性,系统内在的非线性、系统的强耦合性等原因导致其动态和稳态数学模型难以获得。在未知控制对象精确参数及数学模型的情况下,该文提出一种新的超声波电机自适应速度控制策略。控制系统包括两个闭环,内环用来补偿由于温度变化造成的机械谐振频率漂移,可以增强响应的快速性与准确性,另一闭环为频率调节环,频率值由模糊控制器根据工作状态随时调整,其模糊控制规则基于遗传算法在线调节。系统较好地实现了设定的速度参考模型的自适应跟踪,具有控制灵活,适应性强的优点,又具有较高的控制精度和较好的稳定性。  相似文献   

4.
超声电机(简称为USM)是一种有别于传统电机的新型微特电机。其工作原理是利用压电材料的逆压电效应,把超声频段的电信号加到压电材料—金属构成的定子上,使定子表面产生一定轨迹的机械振动,通过与转子间的摩擦作用来驱动转子运动。由于USM特殊的机械结构和工作原理,使得其需要专用的驱动电源,一般需要输出两相正弦高频电压,并且电压幅值、频率或相位差可调。本文根据USM驱动电路输出电压的要求,利用PWM控制技术设计了一种新型的USM驱动电路,并通过buck斩波变换器实现了USM驱动电路输出的电压调节,最后通过电路仿真,输出了两相相位差90°、幅值可调的高频正弦电压,满足USM驱动控制要求。  相似文献   

5.
双模态超声波电机(USM)在研制的小波差动控制下,提高了双模态USM的低速运行性能,并使双模态USM的驱动分辨率达到了纳米量级.小波差动控制的机理是通过改变双模态USM驱动头的运行轨迹来实现双模态USM的微纳驱动,以及通过控制小波驱动元的触发频率以获取所需的双模态USM步进速度.本文以试验的方式,探讨了双模态USM驱动模型,给出了在小波差动控制下的双模态USM位移驱动特性和特点.  相似文献   

6.
基于模糊自适应PI控制的开关磁阻电机直接转矩控制   总被引:1,自引:0,他引:1  
针对常规模糊控制器在开关磁阻电机直接转矩控制(DTC)中的超调量大、响应慢、脉动大等问题,提出一种基于遗传算法的模糊自适应PI控制器的速度调节器设计方案,结合遗传算法与模糊PI控制,应用遗传算法优化模糊自适应PI控制器的模糊控制规则和量化因子及比例因子,以确保开关磁阻电机直接转矩控制系统响应具有最优的动态响应和稳态性能。仿真与试验结果分析表明,与传统模糊PI控制相比,该设计方法具有适应性强、动态响应好、鲁棒性强等优点,取得了比较满意的控制效果。  相似文献   

7.
由于超声波电机具有非线性、时变性、强耦合等特点,增加了它的控制难度,采用PID等常规控制方法难以满足较高精度的控制需求。单神经元作为一种神经网络应用形式,具有自学习和自适应能力,而且易于实现。设计了基于低频PWM方法的单神经元自适应PID转速控制策略,构建了超声波电机自适应闭环控制装置。在一定程度上解决传统PID调节器不易在线实时整定参数、难于对复杂控制对象进行有效控制的不足。实验证明,该控制系统具有响应迅速、适应性强等优点。  相似文献   

8.
针对感应电机(IM)直接转矩控制(DTC)中采用常规模糊控制器带来超调量大,响应慢,脉动大等问题,提出一种基于遗传算法和模糊自适应PI控制的速度调节器设计方案。它采用遗传算法优化模糊自适应PI控制器的模糊控制规则和量化因子Ke,Kec及比例因子KuP,KuI,以确保IM的DTC系统响应具有最优的动态和稳态性能。仿真与试验结果分析表明,与传统模糊PI控制相比,该设计方法具有适应性强,动态响应快,鲁棒性好等优点,取得了较满意的控制效果。  相似文献   

9.
超声波电机(USM)是一种新型微特电机,运行机理及相应的驱动、控制方式均不同于传统电磁电机。由于材料差异、制造偏差、运行温升及负载变化等因素的影响,使得二相行波USM的二相驱动电压幅值差异较大,不符合电机的理想运行条件,直接导致电机运行性能下降、转速波动大。针对这一问题,设计并实现了基于数字信号处理器(DSP)的USM二相电压闭环控制,使得二相电压幅值一致并可控,提高了电机运行的稳定性,有利于拓展USM的工业化应用范围。  相似文献   

10.
设计了基于现场可编程门阵列(FPGA)的超声电磁复合电机驱动控制系统.采用FPGA产生两路相位、频率可调的正弦波,经滤波和功率放大后驱动超声波电机;同时,采用FPGA产生频率、相序可调的方波,经功率放大后直接驱动步进电机.该系统充分利用单片机技术与EDA技术各自的优点,将超声波电机与步进电机驱动信号源均集成于FPGA,并配合单片机实现了对超声电磁复合电机的驱动控制.试验证明该控制器可控精度高、可靠稳定、可维护性强,有助于超声电磁复合电机系统小型化、集成化设计,具有很好的应用前景.  相似文献   

11.
ABSTRACT

Ultrasonic motor (USM) has an excellent performance and many useful features. Since this motor is superior in holding torque and high response characteristic, it has been expected to use as position servomotor for small motors.

There have been reported some mathematical models of the ultrasonic motor. however, these models are too complex to apply for control of the motor. Therefore position controllers based on PI control or fuzzy control have been proposed in recent years. It is difficult to control the ultrasonic motor with high-performance using such controllers, thus simple and convenient mathematical model is necessary for precise control.

This paper presents a new position control scheme of ultrasonic motor, it consists of a PI controller and an adaptive controller which compensates the speed characteristic variations with online parameter identification. Moreover, this system controls both driving frequency and phase difference in order to achieve a quick and precise position control. The effectiveness of proposed control.scheme is demonstrated by experiments.  相似文献   

12.
A variety of ultrasonic motors (USMs) have attracted special interest as a new type of actuator in servo motion control systems. For practical applications, the speed servo control system incorporating the ultrasonic motor developed in Japan has some special unique features. However, this system has several significant problems, such as the inherent speed ripple characteristics, the speed regulation characteristics under the condition of applied disturbance load torque, and the speed tracking characteristics. In order to solve these practical problems, some control schemes of ultrasonic-actuated motor systems have been proposed and discussed theoretically, which include fuzzy reasoning control, adaptive control, repetitive learning control, and neural-network-based learning control. However, it is considered that these control strategies mentioned above have not been sufficiently substantiated from a feasible experimental point of view. This paper presents a newly proposed precise speed tracking servo control system using the compact traveling-wave-type ultrasonic motor. Its proposed control scheme is composed of both the driving frequency control loop with the variable-gain strategy and the applied voltage control loop with the speed ripple reduction strategy of the USM. The improved speed characteristics realized by this proposed control system are demonstrated and evaluated in experiments  相似文献   

13.
超声波电机速度与定位控制系统   总被引:13,自引:6,他引:13  
由于超声波电机复杂的非线性关系,常规的控制方法根本不能满足其控制需求。该文提出了一种新型的超声波电机控制系统,即运用模糊自适应PID的控制策略来进行速度控制,并且在设定位置附近切换成PID的控制策略进行定位控制。由于综合了模糊控制及PID控制两种控制方法的优点,而不需要精确的数学模型就能够对超声波电机进行快速精确的控制。实验证明,利用该控制系统对行波型超声波电机进行速度与定位控制,其速度的快速性与定位的精确性可以得到保证。  相似文献   

14.
超声波电机模糊-PI双模自适应速度控制   总被引:8,自引:2,他引:8  
行波接触型超声波电机与传统电磁型电机截然不同 ,其驱动力矩并非由电磁感应产生 ,而是由压电陶瓷超声频域的振动转化而来。参数的时变性、系统内在的非线性、系统的强耦合性等原因导致其动态和稳态数学模型难以获得。在未知控制对象精确参数及数学模型的情况下 ,提出了超声波电机的模糊 -PI双模速度控制策略 ,系统根据工作状况随时调整控制模式。实验表明 ,系统较好地实现了设定的速度参考模型的自适应跟踪 ,具有控制灵活、适应性强的优点 ,又具有较高的控制精度。  相似文献   

15.
超声电机的等效电路模型及其参数辨识   总被引:5,自引:1,他引:5  
超声电机的数学模型对电机的结构设计、工作特性分析、驱动控制以及提高运行效率都有重要的意义,但由于其时变和非线性特性,使电机参数的测量成为研究热点。文中基于电机振子的等效电路模型,用参数辨识的方法得出其参数,为电机驱动过程中阻抗的动态匹配和电机工作效率的提高打下基础。  相似文献   

16.
田博  程志江  王星  陈龙 《微电机》2021,(5):56-61
纯电动汽车永磁同步电机(PMSM)控制系统是一种非线性、强耦合的复杂系统,为提高永磁同步电机的整体控制性能以及鲁棒性,文中提出了一种双闭环分数阶PID控制策略,分别对电流内环和速度外环进行相应的分数阶控制。通过建立电机的电流环模型进而得到整体系统的分数阶模型,设计出电流环以及速度环的分数阶PID控制器,并利用粒子群优化算法(PSO)对控制器参数进行寻优,以便于获得更好的控制性能。将所设计的分数阶控制器应用于车用永磁同步电机的控制中,通过与传统PID控制在不同转速、负载突变时的控制性能相对比,验证了文中所设计的分数阶PID控制器具有良好的动态特性和鲁棒性。  相似文献   

17.
陈建毅  洪尚任 《微特电机》2006,34(11):36-39
应用DDS技术开发出了一种高性能的超声波电动机驱动及控制电源,并基于LabVIEW的平台,建立了超声波电动机的控制系统,最后将控制系统用于自行研制的行波超声波电动机的转速控制。实验表明,该控制系统可以方便地控制电机转速,且信号的频率及相位差控制精度高,有利于研究超声波电动机的控制特性及其性能。  相似文献   

18.
针对直流电动机调速系统的非线性和结构参数易变化等特点 ,本文设计了模糊控制器 ,建立了转速环为模糊控制的双闭环调速系统。为了验证模糊控制器的控制效果 ,本文对直流电动机的参数变化、负载突变等不同情况进行了仿真研究 ,并将仿真结果与常规PID控制进行比较。结果表明 ,模糊控制器在电机参数变化或负载突变时具有较好的控制性能  相似文献   

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