基于辨識模型的行波超聲波電機多步預測自校正轉速控制研究.pdf

1、超聲波電機是一種利用壓電陶瓷材料的逆壓電效應將超聲頻率的交變電能轉換成振動機械能，并通過摩擦驅動將壓電陶瓷的機械振動能轉換為運動機械能輸出的直驅式電機。超聲波電機轉速控制一直是超聲波電機研究的重點課題。
　　根據(jù)超聲波電機的驅動要求文中介紹了驅動電機所需PWM信號的產(chǎn)生原理，分析推挽式逆變電路和全橋式逆變電路原理和特點，并且進行全橋式逆變驅動器硬件電路的設計和軟件編程。將全橋式逆變器與實驗室原有的推挽式驅動器做實驗對比研究，并將其

2、應用于多步預測自校正算法轉速控制的實驗研究。
　　為了將多步預測自校正算法引入行波超聲波電機轉速控制中，首先設計超聲波電機的Hammerstein模型。該模型是基于非參數(shù)辨識法所建立的動態(tài)階躍傳遞函數(shù)模型和通過頻率-轉速控制擬合得到的非線性穩(wěn)態(tài)轉速模型，而傳遞函數(shù)模型經(jīng)過差分變換后即可應用在多步預測自校正算法預測模型—受控自回歸積分滑動平均模型(CARIMA)中。
　　針對超聲波電機的Hammerstein模型，介紹了多步預

3、測自校正算法的基本原理，遞推求解方法，以及算法應用步驟。
　　運用MATLAB軟件對已建立的超聲波電機Hammerstein模型進行多步預測自校正控制仿真研究，仿真主要研究了控制算法的速度階躍響應、抗干擾和轉速跟蹤效果。建立基于DSP28335的超聲波電機控制器和全橋式逆變器的控制平臺，首先進行了多步預測自校正算法控制下柔化系數(shù)和加權常數(shù)取值的實驗研究，其次進行了電機空載和帶載的啟動研究、抗扭矩擾動測試和轉速跟蹤效果的研究。針對超