超声波电机新型驱动电路的研究与设计

由于超声波电机的工作原理及其驱动控制方式不同于传统的电磁型电机,针对超声波电机的特点及其驱动要求,研究并设计了一套用于实现频率跟踪及调速的新型装置,文中对该装置中硬件电路部分的实现作了较详细的介绍。实验结果表明所设计的硬件电路性能稳定,达到了预期的目的。     

基于锁相环电路的超声波电机频率跟踪系统

因各种原因,超声波电机在运行过程中会发生谐振频率漂移现象,进而导致电机转速下降、效率降低,因此,为了实现超声波电机驱动电源频率跟踪的功能,提出了相位差比较法,即保持电机一相驱动电压与电流的相位差恒定不变,来达到频率跟踪的目的,并采用锁相环(PLL)CD4046实现了超声波电机的频率跟踪.最后通过实验验证了该方法的可行性.     

行波型超声波电机及其研究

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,其驱动力矩并非南电磁感应产生,而是由压电陶瓷超声频域的振动转化而来。该文从振动理论出发,成功设计制作了一台行波型超声波电机的样机,并对样机的性能进行测试和分析,得出了提高这种电机性能的关键参数。     

行波旋转型超声波电机的试验研究

本文在介绍超声波电机的工作原理、结构的基础上,根据试制样机的实验结果,针对行波旋转型超声波电机,分析和讨论预紧力大小、电机的轴向间隙及摩擦材料对该类电机的性能因素的影响。     

超声波电机推挽式驱动电源的设计制作

超声波电机的工作原理及其驱动控制方式不同于传统的电磁电机。针对超声波电机的驱动特点和要求,本文运用推挽式逆变电路设计制作了一套简单实用的超声波驱动电源,该电源输出频率、输出电压都可在较宽的范围内调整。实际测试结果表明该电源性能稳定,能够满足两相或单相超声波电机的驱动要求,达到预期目标。     

行波型超声波电机步进闭环控制法研究

文章比较了超声波电机常用控制方法的优缺点,简述了超声波电机步进控制原理,研究了超声波电机步进闭环控制法在精密定位中的应用。采取16位绝对值编码器与电机、控制器构成闭环系统,消除开环累计误差,使电机的定位精度保持在了编码器分辨率之内,定位重复度R2=0.9992。     

基于UCC3895的行波型超声波电机驱动器设计

以往的基于非智能芯片的超声波电机驱动器往往存在电路复杂,调相困难等不足,因而限制了其使用范围。针对这一问题,首先简要介绍了行波型超声波电机驱动电路基本原理和性能要求;在比较以往驱动器优缺点的基础上提出了一种基于UUC3895的多功能可调节的行波型超声波电机驱动器,该驱动器基于BiCMOS相移谐振脉宽调制（PWM）控制原理,具有调频、调压和调相功能,并可扩展外部控制器;最后,给出了实验数据与波形图。实验结果验证了该设计的可行性。     

超声波电机的步进定位控制

超声波电机是一种靠摩擦驱动的新原理电机,具有响应快分辨率高等特点.为充分发挥其高精度的定位能力提出了利用步进特性实现高精度的定位控制策略--步进定位法,并分析了影响其定位精度的因素,结合所研制的纵扭复合型超声波电机样机,实现了高精度(0.010°)的定位控制.     

超声波电机驱动接触面的润滑和效率

为了提高复合振动体型超声波电机的效率，利用润滑剂在动压下混合润滑的特点，试制了与润滑摩擦驱动相适应的新型转子和定子．检测和分析了油膜的形成，转子、定子间的相对变位和扭转振动速度的关系以及电气-机械变换效率、转速、扭矩等。实验结果表明，干磨擦驱动时的电机效率为40％左右，注润滑油润滑驱动时，电机效率可以达到70％。     

浅析纯电动汽车驱动电机控制系统的控制过程

纯电动汽车的使用已经走进我们的生活,它已成为当前这一时期汽车的典型转型。纯电动汽车从结构上来说主要体现在动力总成控制系统、电机控制系统和电池及其管理系统三个方面。从工作原理上来讲,纯电动汽车主要是通过高压蓄电池直接供电,再由驱动电机控制模块控制汽车驱动电机起动运转。本文主要对纯电动汽车电机的结构、电机控制系统过程进行分析。     

应用超声电机的自主移动机器人运动控制

设计了一种自主移动机器人的机构和控制系统,将超声电机用于移动机器人的驱动,采用微控制器,以软件实现了电机的启停、调速和两电机同步转动的P I控制,进而实现了机器人运动的控制。实验中电机速度控制范围为20-80 r/m in,负载约为0.2 N.m,实验结果表明了该控制方法的有效性和实用性。     

超声电机的低速检测与分析系统

利用虚拟仪器技术构建超声电机低速测试和分析系统,旨在用LabVIEW软件实现对超声电机低速检测与电参量的特征分析,设计测速方法、滤波和拟合处理来解决低速测试的难点。文章从系统结构、软件设计方法和试验测试几个方面进行详细论述。经试验证明,该系统简单、实用,实现可靠的低速测试与分析。     

超声马达的驱动与控制技术研究进展

从马达的驱动与控制技术的角度,介绍了国外在超声马达驱动电路与控制技术方面的最新研究成果,分析了驱动电路与控制技术的组成及特点,指出了超声马达驱动电路与控制技术今后的研究方向。     

超声电机伺服控制的研究评述

为改善超声电机性能,实现超声电机快速、准确、稳定的控制,对于超声电机的现有的伺服控制策略和方法进行评述和比较,并且根据超声电机运动机理不同于传统的电磁电机,具有复杂的动力学现象及时变、强非线性等特点,提出了基于参考模型的模糊神经网络控制方法、遗传算法或其他的组合控制方法将是适用于超声电机的控制策略。     

超声加工中超声发生器的频率跟踪技术

频率跟踪是超声电源的一个重要特性。文中讨论了超声加工中自动频率跟踪的必要性，分析了自动额率跟踪的原理，阐述了其在超声加工中的实现方式。     

液压驱动单元位置控制系统前馈补偿控制研究

液压驱动型足式机器人在运动过程中各关节液压驱动单元（Hydraulic drive unit,HDU）多采用基于液压控制内环的外环阻抗控制方法,其中液压控制内环可分为位置闭环控制和力闭环控制。当液压控制内环采用位置闭环控制时,其位置控制性能直接决定了外环阻抗控制性能,所以,一种针对HDU的高精度的位置控制方法具有重要研究意义。针对以上研究意义,首先对HDU位置控制系统6阶数学模型进行简化,求出位置控制系统中各部分传递函数。其次,推导位置控制输入前馈补偿控制器,该控制器中含有液压系统固有非线性和负载特性。最后,在HDU性能测试试验平台上,在多种典型输入信号以及对角小跑输入信号下,对系统的位置控制性能进行试验研究并给出定量分析。试验结果表明,在不同输入信号下,加入所提出的输入前馈补偿控制器可以大幅提高系统位置控制性能,并且该控制器具有良好的多工况适应性。以上研究成果可结合相应的针对位置控制系统的抗干扰控制策略,一起为基于位置的阻抗控制液压内环控制提供控制策略重要参考和试验基础。     

超声电机基于模糊-PI技术的位置控制

通过超声电机的工作原理分析,选定驱动频率作为其速度控制变量。将模糊-PI技术用于超声电机的控制。其中,PI控制在于减小稳态误差,模糊控制旨在实现电机快速定位。为设计模糊控制器,选定位置偏差和转速为其输入变量、驱动频率为其输出变量,并分别以三角、高斯型函数定义了输入、输出变量的模糊子集;根据电机手动操作经验,建立了超声电机模糊控制规则;基于GO-400控制卡构建控制系统,实现了电机控制;实验结果表明模糊-PI技术可实现超声电机快速高精度(偏差≤0.17°)定位。     

表面微坑超声加工装置中超声电源的研制

介绍了表面微坑超声加工的基本原理，分析了相位控制频率跟踪的原理及实现方法，给出了表面微坑超声加工装置超声电源的总体结构。并采用HC单片机、74HCA046锁相环、UC3875移相控制器等器件设计并实现了具有频率自动跟踪、输出功率可调节的超声电源。表面微坑超声加工试验表明，该超声电源可实现频率自动跟踪，且工作稳定，满足表面微坑超声加工的要求。     

超声波驱动的摩擦特性研究

采用自制的模拟超声马达定子齿椭圆振动的超声驱动模拟试验装置，研究了接触预压紧力和两相超声波振动的激励电压峰峰值之比对超声驱动的摩擦特性的影响。结果表明：在超声波振动驱动条件下，每一种摩擦材料都存在最佳的预压紧力和激励电压的组合。     

多自由度移动机械臂控制系统设计

以自行设计加工的移动机械臂本体为对象,完成了基于减速直流电机驱动的移动平台及基于行波超声波电机驱动的多自由度机械臂控制系统软硬件设计并进行了实验研究。所设计的移动机械臂软硬件控制系统,结构简单、精度高、可靠稳定、可维护性强,为将来移动机械臂更高层次的理论与方法研究,提供了一个可靠的实验平台及基础。