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基于DSP的超声波电机速度控制的研究

  • 简介:论文题目: 基于DSP的超声波电机速度控制的研究 专 业: 控制理论与控制工程 研 究 生: 指导教师: 摘 要超声波电机是一种新型微特电机,它具有响应速度快、低速大转矩、无磁性、结构简单等优点,具有广阔的应用前景。超声波......
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[目录]
第1章 绪论 1
第2章 超声波电机运行机理及方波驱动分析 10
第3章 基于DSP的超声波电机驱动控制系统 18
第4章 驱动控制系统的DSP软件实现 25
第5章 驱动控制系统实验结果及分析 36
第6章 结论 44
参考文献 45
致  谢 49
攻读硕士学位期间的研究成果 (不存在)

[原文]
第1章 绪论
1.1 引言
超声波电机(Ultrasonic Motor,简称USM)是在上个世纪发展起来的一种新型直接驱动微电机;是利用压电陶瓷的逆压电效应激发的超声振动作为驱动力,靠振动部分和移动部分之间的摩擦力耦合转换成移动体的旋转或直线运动[1-4];是电机制造、振动学、材料学、自动控制、电力电子等学科交叉发展的新原理电机。USM具有低速大转矩、无电磁干扰、动作响应快、运行无噪声,无输入自锁等特性,在非连续运动领域、nm级精密控制领域要比传统电磁电机性能优越。 USM在工业控制系统、汽车、精密仪器仪表、办公自动化设备、智能机器人等领域有广阔的应用前景。近二十年来,全世界掀起了超声波电机研究的高潮,相继开发出多种型式的超声波电机[5-8] 。
1.2 超声波电机国内外发展现状
1.2.1 国、内外研究现状
二十世纪八十年代以来,日本、美国和德国等发达国家都在对超声波电机进行大力研究,并在机器人、汽车和照相机镜头等很多方面得到了应用。日本在前苏联科学家提出了压电超声波电机的设计思想后,进行了大量的研究,并致力于应用开发,在国际上取得了很多成果,拥有大部分的压电超声波电机的专利。并且,对某些结构的超声波电机的理论研究已比较成熟,实验阶段已完成,有些已投入实践生产与应用环节,个别类型已投入批量商业生产。
目前,美国和西欧各国也正掀起压电超声波电机的研究热潮。在美国,已有一些公司和大学从事超声波电机的研究,如MIT(麻省理工学院)的航空航天、空间工程研究中心和电子工程、计算机系的人工智能中心都在研制用于空间、智能机器方面的超声波电机。在德国,有Paderborn 大学、Darmstadt大学等都在研究超声电机。在英国, Cambridge大学工程系对超声电机进行研究和开发,EMS公司已开始小批量生产。在法国,有Besancon等大学也在进行开发和研究超声电机,意大利、瑞士、新加坡以香港、台湾等地的知名大学也都在相继研究、开发超声电机[9-11]......

[摘要]
超声波电机是一种新型微特电机,它具有响应速度快、低速大转矩、无磁性、结构简单等优点,具有广阔的应用前景。超声波电机要求高频高压驱动,必须与其驱动控制装置配套使用。超声波电机运动控制系统性能的好坏,不仅取决于电机本身,而且与其驱动控制装置、控制算法的设计与实现技术密切相关。本文针对行波超声波电机的特点及其对驱动控制的要求,实现了基于 DSP的超声波电机驱动控制装置,并进行了超声波电机速度控制技术的研究。
本文介绍了行波型超声波电机的运行机理及其等效电路模型,说明了超声波电机的阻抗匹配原理、匹配方法及采用方波驱动的可行性;基于超声波电机对其驱动控制装置的特殊要求,实现了基于 DSP的驱动控制装置。在此基础上,研究了对称PWM信号产生、电机测速、频率自动跟踪及电压PID控制等的原理及软件实现方法;进行了速度控制实验,得到了开、闭环实验结果,并对实验中的相关问题进行了分析探讨。

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[原文截取]
论文题目: 基于DSP的超声波电机速度控制的研究
专 业: 控制理论与控制工程
研 究 生:
指导教师:
摘 要
超声波电机是一种新型微特电机,它具有响应速度快、低速大转矩、无磁性、结构简单等优点,具有广阔的应用前景。超声波电机要求高频高压驱动,必须与其驱动控制装置配套使用。超声波电机运动控制系统性能的好坏,不仅取决于电机本身,而且与其驱动控制装置、控制算法的设计与实现技术密切相关。本文针对行波超声波电机的特点及其对驱动控制的要求,实现了基于 DSP的超声波电机驱动控制装置,并进行了超声波电机速度控制技术的研究。
本文介绍了行波型超声波电机的运行机理及其等效电路模型,说明了超声波电机的阻抗匹配原理、匹配方法及采用方波驱动的可行性;基于超声波电机对其驱动控制装置的特殊要求,实现了基于 DSP的驱动控制装置。在此基础上,研究了对称PWM信号产生、电机测速、频率自动跟踪及电压PID控制等的原理及软件实现方法;进行了速度控制实验,得到了开、闭环实验结果,并对实验中的相关问题进行了分析探讨。
关 键 词:超声波电机,驱动控制电路,速度控制,DSP
论文类型:应用研究
Subject: .....
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