超聲電機(jī)的模型仿真和驅(qū)動控制技術(shù).pdf

1、超聲電機(jī)是近年來發(fā)展起來的一種新型電機(jī),它利用壓電陶瓷的逆壓電效應(yīng),通過彈性體的諧振作用把電能轉(zhuǎn)換為定子的超聲振動,依靠定轉(zhuǎn)子之間的摩擦轉(zhuǎn)換為運(yùn)動體的回轉(zhuǎn)運(yùn)動或直線運(yùn)動.超聲電機(jī)具有低速、大扭矩、無噪聲、制動和響應(yīng)特性好、結(jié)構(gòu)形式多樣化和不受磁場影響等優(yōu)點,得到越來越廣泛和深入的研究.現(xiàn)在超聲電機(jī)主要的研究方向有:數(shù)學(xué)模型的研究、驅(qū)動控制的研究、壓電材料的研究、基于MEMS工藝的超聲微電機(jī)和新型超聲電機(jī)的研究等等.該文針對山東省自然科學(xué)

2、基金(項目編號:Q2001Z01)和山東大學(xué)青年基金資助項目中有關(guān)超聲電機(jī)的模型仿真和驅(qū)動控制技術(shù)進(jìn)行了深入的研究,其主要內(nèi)容如下:1.綜述了國際國內(nèi)超聲電機(jī)的發(fā)展、特點、分類及其結(jié)構(gòu),對超聲電機(jī)的驅(qū)動控制技術(shù)的發(fā)展?fàn)顩r進(jìn)行了總結(jié),詳細(xì)分析了行波型超聲電機(jī)的橢圓運(yùn)動原理和各種調(diào)速機(jī)理,為超聲電機(jī)的驅(qū)動控制打下基礎(chǔ).2.闡述了超聲電機(jī)的六種特征頻率以及頻率特性和超聲電機(jī)的工作特性的關(guān)系,推導(dǎo)了超聲電機(jī)振子的等效電路模型,利用成熟的電學(xué)理論

3、對超聲電機(jī)進(jìn)行研究,通過仿真實驗對振子模型的各個參數(shù)變化和電機(jī)工作特性變化的關(guān)系進(jìn)行了詳細(xì)的仿真研究,得出了一些重要的結(jié)論.3.由于超聲電機(jī)的工作特性隨著工作條件的變化而變化,該文基于超聲電機(jī)振子的等效電路模型,對振子模型的各個參數(shù)進(jìn)行在線辨識,可以實現(xiàn)振子阻抗的動態(tài)匹配,提高超聲電機(jī)的工作效率和穩(wěn)定性.4.基于超聲電機(jī)復(fù)雜的動力學(xué)特性、時變和強(qiáng)非線性的特點,對各種控制策略進(jìn)行了比較,在此基礎(chǔ)上提出了基于模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的控制器,把專家經(jīng)驗