基于DSP的超聲波電機轉(zhuǎn)速控制特性的研究.pdf

1、為適應(yīng)靈活性、快速性、簡便性控制的要求，多年來國內(nèi)外科技界和工業(yè)界就一直致力于研究各種新型微電機。其中，超聲波電機利用壓電陶瓷的逆壓電效應(yīng)，將材料的微觀變形通過共振放大和摩擦耦合轉(zhuǎn)換成轉(zhuǎn)子或滑塊的宏觀運動。它作為一種直接驅(qū)動電機從20世紀(jì)80年代以來備受各國科研工作者的青睞，已成為當(dāng)前機電控制領(lǐng)域的一個研究熱點。 本文主要研究環(huán)形行波超聲波電機(RTWUSM)的速度、位置控制特性。通過對直徑為60mm的環(huán)形行波超聲波電機(本課題

2、組研制)進(jìn)行空載實驗，分析了行波超聲波電機常用的三種驅(qū)動控制方法——調(diào)頻調(diào)速、調(diào)壓調(diào)速和調(diào)相調(diào)速。針對電機特性和本課題的研究內(nèi)容，本文采用調(diào)頻調(diào)速和調(diào)相調(diào)速相結(jié)合的控制方法。 為了實現(xiàn)高精度的行波超聲波電機速度、位置控制，本文設(shè)計了基于DSP的超聲波電機控制系統(tǒng)，整個控制系統(tǒng)由上位機、超聲波電機驅(qū)動控制器、超聲波電機測試平臺三部分組成。其中，超聲波電機驅(qū)動控制器以TI公司的新型DSP芯片TMS320C2812為核心，大大提高了控

3、制系統(tǒng)的性能。 在上述超聲波電機控制系統(tǒng)實驗平臺上研究行波超聲波電機的速度、位置控制特性。采用比例控制、PID控制、模糊比例控制算法研究行波超聲波電機對梯形波、三角波、正弦波曲線的速度軌跡控制；采用比例控制算法研究行波超聲波電機對三角波、正弦波曲線的快速位置軌跡控制。上述研究內(nèi)容的實驗結(jié)果表明，在本文設(shè)計的超聲波電機控制系統(tǒng)上結(jié)合上述控制算法對行波超聲波電機進(jìn)行速度、位置控制能夠獲得良好的控制效果。 此外，本文還研究了行