基于鎖相技術(shù)的超聲波電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制技術(shù)的研究.pdf

1、超聲波電機(jī)作為一種新型的非電磁原理電機(jī)是20世紀(jì)80年代開(kāi)始發(fā)展起來(lái)的,經(jīng)過(guò)20多年的研究,由于超聲波電機(jī)有運(yùn)行無(wú)噪聲,無(wú)電磁干擾,斷電自鎖等眾多其它傳統(tǒng)電機(jī)不具有的優(yōu)點(diǎn),在國(guó)防、軍事、航空、自動(dòng)控制等領(lǐng)域得到了成功的應(yīng)用,充分展現(xiàn)了超聲波電機(jī)良好的應(yīng)用前景。
　　 本文以超聲波電機(jī)的典型代表----環(huán)形行波型超聲波電機(jī)為例,介紹了超聲波電機(jī)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、運(yùn)行機(jī)理和驅(qū)動(dòng)控制原理,并列舉了三種常用的超聲波電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制方法:調(diào)頻調(diào)速、

2、調(diào)壓調(diào)速、調(diào)相調(diào)速,這為本課題的研究提供了理論基礎(chǔ)。鎖相環(huán)是一個(gè)閉環(huán)的相位控制系統(tǒng),它可以不斷減小壓控振蕩器輸出的振蕩頻率的中心頻率與輸入信號(hào)頻率之差,從而鎖定電機(jī)運(yùn)行所需要的一相驅(qū)動(dòng)電壓和電流的相位差,實(shí)現(xiàn)超聲波電機(jī)的相位差閉環(huán)控制。電機(jī)-相驅(qū)動(dòng)電壓和電流的相位差反映了電機(jī)工作狀態(tài),調(diào)節(jié)相位差就可以調(diào)節(jié)鎖相環(huán)輸出頻率,繼而調(diào)節(jié)電機(jī)工作頻率。因此基于鎖相技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)對(duì)行波型超聲波電機(jī)的頻率跟蹤,從而跟蹤控制工作狀態(tài)。
　　 本研

3、究針對(duì)行波型超聲波電機(jī)運(yùn)行時(shí)諧振頻率漂移對(duì)電機(jī)轉(zhuǎn)速的影響,設(shè)計(jì)了基于鎖相技術(shù)的行波型超聲波電機(jī)頻率跟蹤驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)了對(duì)超聲波電機(jī)的頻率跟蹤功能,達(dá)到對(duì)超聲波電機(jī)的穩(wěn)速控制功能,從而補(bǔ)償溫度上升給電機(jī)運(yùn)行帶來(lái)的影響。此外進(jìn)一步提出了通過(guò)相位差控制對(duì)電機(jī)阻抗特性進(jìn)行最大點(diǎn)跟蹤,從而實(shí)現(xiàn)對(duì)超聲波電機(jī)諧振點(diǎn)的跟蹤功能。通過(guò)對(duì)所設(shè)計(jì)的基于鎖相技術(shù)的超聲波電機(jī)控制系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)驗(yàn),得出一系列結(jié)果。電機(jī)運(yùn)行后由于溫度上升和負(fù)載變化等產(chǎn)生的電機(jī)諧振頻