基于PSoC3的超聲電機(jī)驅(qū)動控制器的研究.pdf

1、本課題來源于國家自然科學(xué)基金項目《壓電精密致動技術(shù)的基礎(chǔ)研究》（項目編號：50735002）。
　　超聲電機(jī)（USM）是利用壓電材料的逆壓電效應(yīng)，使彈性體（定子）在超聲頻段內(nèi)產(chǎn)生振動，通過定子和轉(zhuǎn)子之間的摩擦獲得運(yùn)動和扭矩。超聲電機(jī)的發(fā)展依賴高性能的驅(qū)動技術(shù)。傳統(tǒng)超聲電機(jī)驅(qū)動器調(diào)速手段單一、適用性較差、控制功能有限，無法滿足超聲電機(jī)發(fā)展的需要。本文提出了一種基于SPWM方式的驅(qū)動控制器，解決了單一電源供電的限制和匹配電路繁瑣的問題

2、，實現(xiàn)了電機(jī)調(diào)速控制的功能，并完善了驅(qū)動系統(tǒng)的保護(hù)功能。本文內(nèi)容概括如下：
　　1.介紹了超聲電機(jī)的特點和發(fā)展歷史，闡述了國內(nèi)外超聲電機(jī)驅(qū)動器的研究現(xiàn)狀及存在的缺陷，提出了本文的研究內(nèi)容。
　　2.給出了驅(qū)動器的整體設(shè)計方案，詳細(xì)介紹了前級電源設(shè)計、半橋逆變電路設(shè)計、脈沖變壓器設(shè)計和匹配電路設(shè)計的過程。
　　3.比較了PWM信號與SPWM信號的各自頻譜特點并做了分析，介紹了SPWM信號的數(shù)字生成方法并給出了仿真結(jié)果。<

3、br>　　4.介紹了控制芯片PSoC3的結(jié)構(gòu)特點及優(yōu)缺點，給出了電機(jī)的軟件控制流程；設(shè)計了孤極電壓反饋電路、過壓檢測電路和過流檢測電路，使用LCD1602顯示電機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)。
　　5.設(shè)計了串口通信硬件電路，實現(xiàn)了PSoC3與PC機(jī)的通信，使用VC++開發(fā)了上位機(jī)的控制界面，實現(xiàn)了上位機(jī)對電機(jī)的直觀控制。
　　6.測量了驅(qū)動信號的關(guān)鍵波形，選取了合適的串聯(lián)匹配電感參數(shù)，應(yīng)用驅(qū)動控制器對電機(jī)進(jìn)行了調(diào)速控制實驗，分析了實驗數(shù)據(jù)并