[页数] 46 [字数] 21361 [目录] 第1章 绪论 1 第2章 超声波电机驱动控制电路 5 第3章 超声波电机转速的PI控制研究 13 第4章 基于遗传神经网络的超声波电机转速控制研究 23 第5章 结论 36 参考文献 37 致 谢 42 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(USM)是上世纪80年代发展起来的一种新型电机。与传统电磁电机通过电磁耦合来传递能量不同,USM利用压电陶瓷的逆压电效应,通过弹性体的共振把压电陶瓷的振动放大并通过与转子的摩擦作用,把压电陶瓷的振动能量转变为转子的旋转动能。因为特殊的运行机理使其具有许多传统电磁电机不具有的优点:低速大转矩、便于微型化、运行平稳无噪声、断电自锁、响应速度快以及抗电磁干扰等。因此比电磁电机更适合于非连续运动领域、纳米级控制领域等应用场合[1]。 如今,USM已在一些领域得到运用并且发挥了巨大作用。随着USM卓越性能日益被人们认识,在电机直径小于14cm尺寸范围内将很大程度取代传统电磁电机。在我国开展USM的研究与应用,对工业控制、仪器仪表、办公自动化等领域的技术革新有很大的推动作用,对航空航天应用前景和市场价值也能够带来很大的经济和社会效益[2]。但由于USM运行的非线性,其驱动控制系统的优劣直接影响到USM卓越性能的发挥,所以开展USM驱动控制系统的研究与开发对USM的应用与推广势必会起到巨大的推动作用[3]。 1.2 超声波电机国内外发展状况 国外对于USM的研究开始较早,主要集中在日本、美国和欧洲,但是在USM应用侧重点方面却有所不同[4]。特别是上世纪八十年代以来,发达国家都在对超声波电机进行大力研究,并在很多方面得到了应用。尤其是日本,目前,它在超声波电机的研究和应用上都处于领先地位,掌握着世界上大多数超声波电机技术发明专利[5]。现在几乎各知名大学和许多公司都在进行超声波电机的研究和生产...... [摘要] 超声波电机是一种新型的微特电机,由于其具有很多电磁电机所不具备的优良性能,近年来备受国内外学术界及工业界的关注。但是由于受超声波电机本身一些非线性、时变因素的影响,例如谐振频率随着温度漂移等,使得超声波电机的优良性能难以得到较好的发挥,因此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、控制策略等密切相关。 本文针对超声波电机对控制驱动信号的要求,给出了一种驱动控制电路,该电路可以实现对输出两相驱动交变电压频率、电压幅值及相位差的调节,使电机控制策略的设计具有充分的自由度。利用PI控制策略实现了电机转速控制,并在此基础上给出一种基于遗传神经网络的自适应转速控制方法,包含神经网络控制器(NNC)和神经网络预测器(NNI)两部分,其中NNI对电机状态进行实时辨识,NNC则根据辨识结果计算控制量,对电机进行控制。为了提高神经网络学习速度,网络结构及初始权值由遗传算法离线优化。实验结果证实了该方法的可行性。 [参考文献] [1] 李宝库,郭吉丰,胡敏强等. 超声波电动机技术创新点的设定[J]. 微特电机, 2005,(2):33~34. [2] 郭锦涛,冯浩. 超声波电机发展、建模研究及展望[J]. 电机电器技术. 2003 ,(3):20~22. [3] 赵淳生,李朝东. 日本超声电机的产业化、应用与发展[J].振动、测试与诊断. 1999,19(1):2~7. [4] 杨永生,吴昌林,裴新. 超声波电动机的原理与发展动态[J]. 微特电机. 2003,(6):35~38. [5] 胡敏强等.超声马达模型分析的研究[J] .微电机,2002,(1):23~24. [6] S.Ueha,Y.Tomikawa,M.Kurosawa, N.Nakamwa. Ultrasonic Motors Theory and Applications[R] . Clarendon Press . Oxford, 1993,6~10 . [7] Toshiiku Sashida, Takashi Kenjo. An Introduction to Ultrasonic Motors[R] . Clarendon Press. Oxford. 1993, 4~7. [8] Jeremy Eli Frank. 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超声波电机驱动与控制策略的研究
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