大扭矩超声波电机的结构分析

比较行波型和驻波型超声波电机的驱动机理,简单介绍几种大力矩的超声波电机及其工作原理,分析纵扭复合式超声波电机的结构,归纳出纵扭复合式超声电机的设计步骤,并设计了一台直径为８０ｍ ｍ 纵扭复合式超声波电机的样机     

超声波电机推挽式驱动电路研究

目前,超声波电机驱动广泛采用推挽式电路。主要由于超声波电机内压电陶瓷材料的非线性,使得串联电感匹配电路的设计不易得到期望效果。在理论分析的基础上,通过实验研究了不同匹配电感取值对超声波电机运行性能的影响,给出了超声波电机串联电感匹配电路的设计原则,指出使匹配电路呈容性较为合适。详细分析了超声波电机驱动电路中的推挽式变换器工作过程,有助于深入了解超声波电机驱动控制装置的非线性特征,也有助于该装置的合理设计。     

二自由度行波型超声波电机的驱动和运动姿态控制

球形二自由度行波型超声波电机是一种多自由度超声波电机,文中介绍了一种二自由度行波型超声波电机简要的结构和机理,并介绍其驱动控制电源的设计,然后提出了一种新颖的电机姿态测量机构,最后研制基于相位差PI控制策略的电机驱动和运动姿态控制系统.实验表明,球形二自由度超声波电机驱动和运动姿态控制是可行和正确的,而且具有较高的定位精度.本文为二自由度行波型超声波电机的优化设计和性能提高奠定了理论基础.     

超声波电机发展、建模研究及展望

超声波电机是一种利用压电陶瓷的逆压电效应使定子产生超声振动 ,并通过定子和转子间的磨擦来驱动转子运动的新型电机 ,工作原理不同于传统的电磁电机。本文简单介绍了超声波电机的发展历史及到目前为止超声波电动机的建模研究 ,并在此基础上指出超声波电机的发展方向     

行波型超声波电机定子的对比实验研究

根据定性分析超声波电机设计所涉及的材料、结构和尺寸等问题,设计了不同结构参数的定子.利用有限元法建立了带齿的行波型超声波电机定子的模型,并进行定子的振动模态分析和共振频率的计算.通过实验测试超声波电机的输出特性,分析了不同结构参数的定子对超声波电机输出特性的影响.最后,通过分析结果和实验结果的比较,对超声波电机弹性体厚度与压电陶瓷厚度的比值范围提出了一定看法.     

模态转换型超声波电机的驱动机理与研究进展

模态转换型超声波电机因具有结构简单且功率输出大的特点而备受关注.本文分析了不同类型的模态转换形式超声波电机的驱动机理,详细介绍当前国内外有关的研究情况和研究进展,并指出该类型超声波电机是今后大力矩超声波电机的重要发展方向.     

行波型超声波电机的特性计算与驱动系统的设计

在介绍了行波型超声波电机结构和基本工作原理的基础上,给出了超声波电机的基本关系工和等效电路,利用等效电路对该电机的机械特性进行了分析计算,针对超声波电机的特点,提出了该类型电机驱动系统的基本要求,据此设计了一套驱动系统。利用该驱动系统对所制作的超声波电机进行了实验,获得令人满意的效果,从而验证了方案的有效性。     

一种改进型共轴并联式超声波电机设计

为提高传统环形行波型超声波电机的输出转矩,研制了一种改进型共轴并联式双定子双转子超声波电机。与传统行波型超声波电机相比,这一电机在保证驱动电源和直径不变的基础上,通过略微增加的体积,将输出转矩在理论上增加一倍。同时,通过对这种电机的样机进行实验检测,输出转矩较同型号超声波电机增加80%,表明该电机具有实际生产价值和广阔的应用前景。     

带编码器的电机

日本开发了一种与磁性编码器一体化的超声波电机和波动直线电机。内藏磁性编码器的超声波电机,是在没有磁铁、线圈的超声波电机中,将作为控制系统的磁性编码器,设置在电机定子内。波动直线电机则是利用上述原理,用超声     

超声波电机测试技术的研究

通过对自行研制的 30mm环形行波型超声波电机进行的测试 ,第一次对超声波电机的主要测试技术和实现手段进行了详细的阐述 ,包括自由定子阻抗、定子振动模态、超声波电机输出特性的测试和实现方法。所采用的测试技术及实现方法不仅性价比优越 ,且适用于其他类型的超声波电机的检测 ,为超声波电机控制策略、闭环控制、以及产品实用化的开发和研究提供了理论依据和实验验证手段     

基于摩擦模型的超声波电动机速度控制

对超声波电动机使用PID控制方案时,首先要对系统的摩擦环节进行补偿,建立一个整体超声波电动机模型控制方案,然后再结合PID控制器进行控制。使用Z-N法得到了控制器的三个控制参数,实现基于LuGre摩擦模型的超声波电动机模型控制,通过仿真实验验证对比,证明了对超声波电动机摩擦补偿后使用PID控制算法的可行性和有效性。     

基于FPGA的数字PI超声波电动机速度控制系统

针对超声波电动机速度蠕动,提出一种基于FPGA的数字PI的速度控制方案.该方案对超声波电动机输出的光电编码器方波信号进行高频插值细分,作为速度的反馈信号,通过PI运算,将其结果进行D/A转换,控制直流电压的输出,并把此直流电压作为超声波电动机驱动器的调速控制电压,构成超声波电动机速度闭环系统,从而有效解决了超声波电动机转速蠕动的问题.     

超声波电动机驱动控制综述

超声波电动机的发展和应用离不开超声波电动机的驱动控制技术,并且在很大的程度上驱动器的性能决定了超声波电动机的性能。比较全面地阐述了驱动控制的各个组成部分和技术要点,介绍了超声驱动控制技术中升压电路和匹配电路,最后对未来超声波电动机驱动控制技术的发展做了一定的展望。     

超声波电动机等效电路模型参数辨识

基于超声波电动机振子的等效电路模型，从电动机振子导纳一频率特性实验数据出发，由导纳圆近似计算法得出超声波电动机建子等效电路参数值，然后根据非线性最小二乘原理构造优化函数，采用Levenberg—Marquardt优化算法辨识电机参数。辨识结果准确，为电机驱动控制系统仿真与高性能控制算法研究提供了良好基础。     

直线超声波电动机精密定位系统位置精确控制

针对直线超声波电动机驱动的精密定位平台,建立了一个完整的闭环控制系统,集人机交互、数据采集显示和位置精确控制于一体。在单纯PID连续控制无法达到理想控制目标的情况下,结合超声波电动机的控制特点,借助其在极短脉冲激励下运行高分辨率的优势,融合了微步控制的思想,最终使系统达到了较好的控制品质。实验表明,系统在不同行程下的重复定位精度在0.5μm以内,且运行平稳、快速。     

基于阻抗角特性的超声电机驱动控制研究

驱动控制对于超声电机的推广和应用十分重要。根据超声波电机的工作特点,该文分析温度变化对超声电机运行状态的影响,开发了一种基于驱动电压和电流相位差的驱动控制器,分析了各个控制部分的作用和设计方法,并进行了比较实验,结果表明这种控制系统能够达到稳定超声电机运行状态的目的。     

混合激励型直线超声波电机的双相位控制研究

本文研究了混合激励型直线超声波电机的双相位控制特性,研究了多种双相位控制策略及对应的相位-速度关系。文章利用解析法推导了混合激励型直线超声波电机驻波表达式,推导了不同双相位控制策略下的电机的速度特性公式。利用ANSYS软件建立了电机有限元模型,通过谐响应分析进一步研究了不同双相位控制方案下驱动足振幅变化规律。最后搭建实验平台,通过实验进一步验证了双相位控制理论分析的正确性。     

基于电压调节的行波超声波电机转速模糊PID控制

针对超声波电机的时变非线性,给出了基于模糊逻辑的PID控制参数在线自适应校正方法。模糊规则设计中充分考虑了超声波电机转速控制的特殊性。采用驱动电压幅值作为控制量,实现了该控制方法。实验表明,控制性能优于PID控制器。     

基于PI-DPLL的超声波电源频率控制电路的研究

频率跟踪是超声波电源的一个非常重要的特性。传统的频率跟踪系统又存在频率跟踪范围较窄,可靠性较差等不足。为此,本文在介绍了超声波电源基本原理基础上,提出了一种新颖的比例积分结合数字锁相环(PI-DPLL)的频率跟踪方法。利用DSP作为主控芯片,设计了一台基于PI-DPLL频率跟踪系统的超声波清洗机试验装置。试验表明,基于PI-DPLL控制的超声波电源具有电路简单、频率跟踪性能好、电源输入因数高等特点。     

超声波电机转速控制模型的迭代学习辨识建模

超声波电机的转速控制模型是其运动控制研究的基础。为研究以驱动频率为调节变量的超声波电机转速控制模型，根据超声波电机驱动频率与转速之间关系特性的实测数据，建立超声波电机转速控制的二阶线性时不变模型。给出迭代学习辨识策略对电机转速控制模型的参数进行辨识。针对超声波电机的每组实测数据中数据量不同导致的参数收敛性减弱的情况，通过双范数最优理论来设计迭代学习辨识的参数学习律。将迭代学习辨识所得结果与Hammerstein模型比较。仿真和实验结果表明，二阶线性时不变模型下的迭代学习辨识可以有效地辨识超声波电机的模型参数，参数收敛速度快、收敛性较好，所建模型精度较高，建模方法有效。