行波型超聲電機(jī)穩(wěn)定性及其控制策略研究.pdf

1、超聲電機(jī)是二十世紀(jì)八十年代一種利用壓電陶瓷的逆壓電效應(yīng)發(fā)展起來的新型電機(jī)。不同于傳統(tǒng)的電磁式電機(jī)，超聲電機(jī)有許多優(yōu)點(diǎn)如無電磁干擾、低速大轉(zhuǎn)矩、斷電自鎖、設(shè)計(jì)自由度高等，但同時(shí)超聲電機(jī)具有的非線性和強(qiáng)耦合性等缺點(diǎn)也給超聲電機(jī)的控制帶來了很多難點(diǎn)，因此研究超聲電機(jī)的穩(wěn)定性和控制策略一直都是超聲電機(jī)控制領(lǐng)域的熱點(diǎn)。
　　本文針對(duì)行波型超聲電機(jī)的穩(wěn)定性和控制策略的研究主要分為三個(gè)方面：
　　①利用李雅普諾夫穩(wěn)定性判據(jù)從超聲電機(jī)本體設(shè)

2、計(jì)的角度研究了行波型超聲電機(jī)運(yùn)行時(shí)的穩(wěn)定性，并明確的劃分了超聲電機(jī)驅(qū)動(dòng)區(qū)間和制動(dòng)區(qū)間的位置關(guān)系。在此基礎(chǔ)之上進(jìn)一步討論了超聲電機(jī)預(yù)壓力、負(fù)載和速度參數(shù)三者之間的關(guān)系，為行波型超聲電機(jī)的設(shè)計(jì)提供了一定的借鑒。
　　②從固定增益的PI控制和模糊PI控制兩種不同的控制方法研究分析了傳統(tǒng)的控制策略對(duì)行波型超聲電機(jī)的控制效果，從超調(diào)量和啟動(dòng)時(shí)間兩個(gè)性能指標(biāo)對(duì)控制效果進(jìn)行了比較，并根據(jù)具體的TRUM-60電機(jī)的參數(shù)進(jìn)行了仿真實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，得到行波

3、型超聲電機(jī)這兩種控制策略的參數(shù)設(shè)定原則。
　?、坭b于固定增益的PI控制和模糊PI控制過分依賴于超聲電機(jī)的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)和控制經(jīng)驗(yàn)，再加上超聲電機(jī)其本身的強(qiáng)非線性特點(diǎn)，進(jìn)一步研究了基于最小二乘法的廣義預(yù)測自適應(yīng)控制(GPAC)并針對(duì)超聲電機(jī)這一特殊的控制對(duì)象對(duì)其進(jìn)行了改進(jìn)。GPAC利用的CARIMA預(yù)測模型，通過最小二乘法對(duì)CARIMA模型的參數(shù)進(jìn)行在線辨識(shí)，然后通過多步Diophantine迭代，根據(jù)過去的輸入輸出量對(duì)未來的輸出做一個(gè)預(yù)