超聲電機(jī)的模型仿真和驅(qū)動(dòng)控制技術(shù).pdf

1、超聲電機(jī)是近年來(lái)發(fā)展起來(lái)的一種新型電機(jī),它利用壓電陶瓷的逆壓電效應(yīng),通過(guò)彈性體的諧振作用把電能轉(zhuǎn)換為定子的超聲振動(dòng),依靠定轉(zhuǎn)子之間的摩擦轉(zhuǎn)換為運(yùn)動(dòng)體的回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)或直線運(yùn)動(dòng).超聲電機(jī)具有低速、大扭矩、無(wú)噪聲、制動(dòng)和響應(yīng)特性好、結(jié)構(gòu)形式多樣化和不受磁場(chǎng)影響等優(yōu)點(diǎn),得到越來(lái)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(dòng)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(duì)山東省自然科學(xué)

2、基金(項(xiàng)目編號(hào):Q2001Z01)和山東大學(xué)青年基金資助項(xiàng)目中有關(guān)超聲電機(jī)的模型仿真和驅(qū)動(dòng)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(guó)際國(guó)內(nèi)超聲電機(jī)的發(fā)展、特點(diǎn)、分類及其結(jié)構(gòu),對(duì)超聲電機(jī)的驅(qū)動(dòng)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(dòng)原理和各種調(diào)速機(jī)理,為超聲電機(jī)的驅(qū)動(dòng)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(duì)超聲電機(jī)進(jìn)行研究,通過(guò)仿真實(shí)驗(yàn)對(duì)振子模型的各個(gè)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(duì)振子模型的各個(gè)參數(shù)進(jìn)行在線辨識(shí),可以實(shí)現(xiàn)振子阻抗的動(dòng)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(dòng)力學(xué)特性、時(shí)變和強(qiáng)非線性的特點(diǎn),對(duì)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(yàn)