基于鎖相技術(shù)的超聲波電機驅(qū)動控制技術(shù)的研究.pdf

1、超聲波電機作為一種新型的非電磁原理電機是20世紀80年代開始發(fā)展起來的,經(jīng)過20多年的研究,由于超聲波電機有運行無噪聲,無電磁干擾,斷電自鎖等眾多其它傳統(tǒng)電機不具有的優(yōu)點,在國防、軍事、航空、自動控制等領域得到了成功的應用,充分展現(xiàn)了超聲波電機良好的應用前景。
　　 本文以超聲波電機的典型代表----環(huán)形行波型超聲波電機為例,介紹了超聲波電機的結(jié)構(gòu)特點、運行機理和驅(qū)動控制原理,并列舉了三種常用的超聲波電機驅(qū)動控制方法:調(diào)頻調(diào)速、

2、調(diào)壓調(diào)速、調(diào)相調(diào)速,這為本課題的研究提供了理論基礎。鎖相環(huán)是一個閉環(huán)的相位控制系統(tǒng),它可以不斷減小壓控振蕩器輸出的振蕩頻率的中心頻率與輸入信號頻率之差,從而鎖定電機運行所需要的一相驅(qū)動電壓和電流的相位差,實現(xiàn)超聲波電機的相位差閉環(huán)控制。電機-相驅(qū)動電壓和電流的相位差反映了電機工作狀態(tài),調(diào)節(jié)相位差就可以調(diào)節(jié)鎖相環(huán)輸出頻率,繼而調(diào)節(jié)電機工作頻率。因此基于鎖相技術(shù)可以實現(xiàn)對行波型超聲波電機的頻率跟蹤,從而跟蹤控制工作狀態(tài)。
　　 本研

3、究針對行波型超聲波電機運行時諧振頻率漂移對電機轉(zhuǎn)速的影響,設計了基于鎖相技術(shù)的行波型超聲波電機頻率跟蹤驅(qū)動控制系統(tǒng),實現(xiàn)了對超聲波電機的頻率跟蹤功能,達到對超聲波電機的穩(wěn)速控制功能,從而補償溫度上升給電機運行帶來的影響。此外進一步提出了通過相位差控制對電機阻抗特性進行最大點跟蹤,從而實現(xiàn)對超聲波電機諧振點的跟蹤功能。通過對所設計的基于鎖相技術(shù)的超聲波電機控制系統(tǒng)進行實驗,得出一系列結(jié)果。電機運行后由于溫度上升和負載變化等產(chǎn)生的電機諧振頻