基于DDS技術的超聲波電機驅(qū)動控制研究.pdf

1、超聲波電機是目前廣泛使用的一種新型直驅(qū)電機，其超越了電磁電機的范疇，在壓電陶瓷的逆壓電作用下產(chǎn)生超聲振動，通過定轉(zhuǎn)子之間的摩擦力將微觀振動轉(zhuǎn)換成轉(zhuǎn)子的宏觀轉(zhuǎn)動，在多個領域均有應用，而電機的驅(qū)動控制技術一直是研究中的熱點課題。
　　本文首先介紹了超聲波電機的優(yōu)缺點、發(fā)展歷史及應用領域，介紹了DDS技術的發(fā)展、特點、原理和其與超聲波電機的關系。對超聲波電機的結(jié)構特點和運行原理進行了深入的分析，在此基礎上得出了超聲波電機的驅(qū)動方式和三種

2、調(diào)速手段。
　　深入研究了基于DDS技術的超聲波電機驅(qū)動電路，針對實驗室現(xiàn)有超聲波電機設計了一款具有良好通用性的超聲波電機驅(qū)動器。主控芯片采用TMS320F28335，驅(qū)動技術采用DDS技術和線性功率運放的驅(qū)動電路，著重介紹了該驅(qū)動電路各個硬件模塊設計，并進行了性能測試，實驗證明該驅(qū)動電路輸出信號頻率、幅值和相位的精度較高。在驅(qū)動性能上和傳統(tǒng)逆變式驅(qū)動電路進行了對比，突出了基于DDS技術的超聲波電機驅(qū)動電路的優(yōu)勢。
　　通過

3、辨識法建立了電機的二階模型，在控制平臺上對超聲波電機的運動控制性能進行了實驗。將經(jīng)典PID控制理論應用于超聲波電機的控制中，利用該控制系統(tǒng)跟蹤階躍信號、斜坡信號和加速度信號，分析了PID控制算法的不足。有針對性的設計了Ⅱ型控制系統(tǒng)，并將其應用于超聲波電機，實驗表明在跟蹤斜坡信號和加速度信號時表現(xiàn)出良好的性能。進行了超聲波電機的位置伺服控制，設計了位置-速度串級控制系統(tǒng)，采用雙環(huán)PID控制，并將設計系統(tǒng)應用于超聲波電機，以阿基米德螺旋曲線