超声波电机速度与定位控制系统

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。     

行波类环形超声波电动机及其变频控制

超声波电动机是一种由压电振动而获得旋转力的新型微特电动机，它与传统电动机的工作原理不同，本文在对行波类环形超声波电动机的结构进行介绍的同时，对其运行机理作了分析，并针对这种电动机特殊的工作方式提出了其调频控制电源的设计思想。     

POSITION CONTROL OF A TWO DEGREE-OF-FREEDOM ACTUATOR

Abstract

The paper describes control of a helical-motion induction motor (HMIM) which can be used in a tandem arrangement of two units to form a direct-acting, two degree-of-freedom actuator capable of producing pure rotary motion, pure linear motion, or helical motion. A microprocessor-based controller is designed to drive this closed-loop position control actuator. A proportional control with high gain about command position is implemented to give a desired stiffness coefficient. Using the microprocessor system, an artificial viscous damping is introduced to enhance the dynamic performance.     

基于区间系统描述的超声马达鲁棒跟踪控制

对近年来超声马达控制研究的现状作了系统的介绍和评述。针对行波型超声马达，在区间系统描述的数学模型基础上，采用了一种新的鲁棒控制方案，设计鲁棒跟踪控制器。该控制器由标称控制器和鲁棒补偿器两部分构成。首先，针对标称系统设计标称控制器以得到期望的输出跟踪特性，然后加上鲁棒补偿器，以实现鲁棒特性。可以证明，鲁棒稳定性、鲁棒静态特性、鲁棒瞬态特性以及鲁棒跟踪特性可以同时得到。仿真和实验结果都表明了控制方案的有效性，而且该控制器结构简单、参数易于在线调整。     

基于神经网络的开关磁阻电机无位置传感器控制

论文提出了基于自适应径向基函数(radial basis function，RBF)神经网络的开关磁阻电机(SRM)无位置传感器控制新方法。该方法构造了一个隐层节点初始个数为零的RBF网络，通过在训练过程中不断按照自适应算法添加和删除隐层单元，形成一个结构简单、紧凑的网络来实现电机电压、磁链与转子位置之间的非线性映射，实现SRM的无位置传感器控制。网络训练分为离线训练和在线训练两个部分。利用训练样本按给出的自适应算法对网络进行离线训练，确定RBF网络隐层节点的个数及位置；按递推最小二乘法(RLS)在线修正隐层与输出层之间的连接权。仿真及实验结果表明，该方法能够实现电机的准确换相，从而实现了位置传感器的消去。     

圆柱定子3自由度球转子超声波电机驱动控制技术的研究

驱动控制电源的设计和制作直接决定了超声波电机的输出性能，国内超声波电机产业化空白的最主要原因之一是驱动控制手段的落后。该文从原理上提出了3自由度超声波电机驱动控制电源的要求，以自行设计的圆柱定子3自由度球转子超声波电机为驱动控制对象，设计并实现了3种可用于3自由度驱动控制的电源。一种基于高频开关电源技术设计，适用于一般的控制，第二种对两相驱动控制电源的改进设计，适用于实验室调试，性价比较高，另一种是基于DSP技术的驱动控制电源，适用于超声波电机的产业化制造。实验证明，3种驱动控制电源适用于任意一种结构的3自由度超声波电机的驱动控制，并通过对电机输出性能的测试，验证了3种驱动控制电源的可行性和正确性，为提高3自由度超声波电机的能量转换效率和进一步增大电机的输出性能奠定了必要的技术和理论基础。     

COMPUTER CONTROL OF THYRISTORIZED INDUCTION MOTORS AND ON-LINE PERFORMANCE PREDICTIONS

ABSTRACT

This paper describes a method of modelling the dynamic behaviour of thyristor controlled induction motors. Real time operational verification of the model is achieved by interfacing the drive system to a computer. The steady state torque produced by the motor is described as a function of firing angle, extinction angle and speed. The model concentrates on the open loop transfer functions of induction machines for small perturbations in motor speed and firing angles. The non-linear characteristics of the open loop transfer function has been discussed. The solutions presented here can lead to a comprehensive closed loop analysis for the dynamic behaviour of induction motors in industrial applications.     

定位控制的实现方式

本介绍了定位控制的各种方式，提出了在不同控制条件下，采用合适的定位控制方案，对设备的技术改造和新产品的设计开发有一定的指导意义。     

CLOSED LOOP PERFORMANCE OF INDUCTION MOTORS WITH CONSTANT VOLTS/HERTZ CONTROL

ABSTRACT

Characteristics of a closed loop induction motor drive, supplied from a variable frequency voltage source, and operating under constant volts/hertz control are presented. The motor linearized equations in the synchronously rotating reference frame are used to analyse the drive dynamic performance. It is shown that this performance can be greatly improved by including a properly designed speed controller in the drive structure. Thus, the decrease in stability, associated with the open loop motor operation is eliminated and the resulting drive gives satisfactory performance over the entire input frequency range. The experimental results, which confirm the validity of the motor dynamic model are also included.     

感应电动机定子磁链与转矩解耦自适应控制

基于非线性状态变换和状态反馈，提出了感应电动机定子磁链和转矩的精确解耦控制策略。并针对电动机运行过程中定子和转子电阻值随温度升高而发生变化，提出了自适应解耦控制律，确保了电阻估计误差的收敛以及定子磁链和转矩对各自参考值的渐近跟踪。通过理论分析证明了自适应反馈控制的收敛性和整个闭环系统的稳定性，最后数字仿真验证了系统的控制性能。     

超声波电机的步进特性和步进定位控制

超声波电机与传统电磁型电机不同,它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,为充分发挥这一特点,使之具有高精度的定位能力,该文介绍一种精密定位控制方法。文中首先从理论和实验上揭示这种电机具有的高分辨率和步进特性实质,提出了利用此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,说明此电机可用于高精度机构如MEMS等的驱动。     

粘结层对超声马达定子振动特性的影响

基于环形波型超声马达定子振动有限元模型，详细分析研究了粘结层对超声马达定子振动特性的影响。通过对压电陶瓷机电耦合效应的分析计算，给出了粘结层厚度、粘结材料特性与定子表面质点运动轨迹之间的关系，确定了超声马达粘结层材料特性要求及粘结层厚度的范围。此外，该论文针对由于粘结层的原因引起超声马达定子制作质量不稳定的问题，给出了粘结中所必须注意的问题。研究结果表明：该文的计算模型和分析是准确有效的。     

电机-控制集成系统的高故障容限研究

当电力电子逆变器及控制器集成到电机箱体内部时,系统故障率上升。文章将此集成系统中的电机、逆变器及控制算法统筹考虑,综合研究出一套高故障容限的新方法;     

无轴承永磁同步电机控制系统设计与仿真

无轴承永磁同步电机是自身具有磁悬浮轴承功能的新型特种电机，是一个复杂的强耦合的非线性系统，建立无轴承永磁同步电机径向悬浮力和电机数学模型，是设计无轴承永磁同步电机控制系统的前提，实现其径向悬浮力和电磁转矩之间的解耦控制是电机稳定运行的基本条件。该文在介绍无轴承永磁同步电机径向悬浮力产生原理的基础上，推导了径向悬浮力和电机数学模型，采用基于转子磁场定向控制策略设计了无轴承永磁同步电机矢量控制系统，利用Matlab的Simulink工具箱构建了矢量控制系统，对无轴承永磁同步电机的转速、转矩及转子起浮性能进行了仿真。仿真结果表明控制系统不仅可以实现转子稳定悬浮，而且电机具有良好的动态性能。     

磁悬浮无轴承电机悬浮力绕组励磁及控制方式分析

该文对磁悬浮无轴承电机悬浮力绕组的励磁及控制方式进行了分析。从磁悬浮无轴承电机的运行原理出发,通过将1台该种电机等效成具有不同极数的2台电机,研究电机内磁场和转子的相对运动,得出绕组极数选取方案与等效电机工作状态的关系。进一步推导出绕组极数选取方案与悬浮力绕组励磁方式的关系。从中可以看出绕组极 数选取方案决定悬浮力绕组的电能传递方向及它的励磁方式。针对悬浮力绕组存在的两种励磁及控制方式,重点讨论了悬浮力绕组工作在自励方式时,控制悬浮力绕组励磁电流的方法。提出一种采用逆变器并联电容器的新方法,该方法通过PWM逆变器控制悬浮力绕组中励磁电流。最后,进行了实验研究。     

两种高频信号注入法的无传感器运行研究

基于凸极追踪的思想，讨论了两种高频信号注入法一一旋转高频电压信号注入法和脉动高频电压信号注入法在永磁同步电机无位置，速度传感器运行控制中的应用。分别介绍了两种高频信号注入法的转子位置自检测原理，指出了两种方法实现中的技术关键，并应用这两种位置自检测方法建立了永磁同步电机无传感器矢量控制系统的仿真模型，进行了仿真比较。对比结果表明，采用脉动高频电压信号注入的凸极跟踪系统结构简单，静、动态调速性能较好；但采用旋转高频电压信号注入法的系统更易于实现。     

机械手直接驱动的开关磁阻电动机的鲁棒控制

研究了用于机械手直接驱动的开关磁阻电动机（简称SR电动机）的鲁棒控制,提出了一个包含SR电动机未建模动态的单臂机械手数学模型,模型中的未建模动态可以采用实验的方法确定,在该模型基础上,设计了一个鲁棒控制器,它能够产生一个辅助输入,抵消模型不确定性对控制系统品质的影响,理论分析表明在鲁棒控制器的控制之下,系统轨迹跟踪误差收敛于零,仿真结果验证了理论分析的正确性。     

ANALYSIS OF TWO-LEVEL BIPOLAR CURRENT CONTROL OF THREE-PHASE RELUCTANCE MOTORS

ABSTRACT

The two-level bipolar current controlled three phase reluctance motor drive distinguishes itself from other types by having a single coil/pole/phase (q = 1) three phase uniformly distributed winding. Furthermore the motor has a distributed-anisotropy rotor with axial laminations for high saliency ratio and a two-level current control triggered by a sample position transducer with six elements per pole pair. The system is suitable for small power variable speed drives. The paper presents the theory, digital simulation and tests results pertaining to a laboratory model.     

带冲击负载同步电动机的数字仿真

本文推导了带冲击负载同步电动机数字仿真的数学模型,对这类运行方式下电动机的行为进行了研究。并分析了其励磁调节、最大负载和稳定域及安全域等技术性能指标。     

基于直接反馈线性化的异步电动机非线性控制

异步电动机是一个存在复杂耦合的非线性系统，该文应用直接反馈线性化理论，通过对输出方程的简单求导，得到所需的坐标变换和非线性状态反馈，实现了异步电动机系统的输入输出线性化，对于反馈线性化中重要的零动态问题进行了详细研究，保证了控制系统的稳定性，同时，系统分解成转速和磁链两个独立的最简线性子系统，实现了二者的动态完全解耦，仿真结果表明该文提出的方法具有优良的控制性能。