【摘要】：超聲電機由于其低速大轉(zhuǎn)矩、啟停響應(yīng)快、不產(chǎn)生電磁干擾等特點引起了廣泛關(guān)注。與傳統(tǒng)電磁電機不同,超聲電機利用壓電陶瓷的逆壓電效應(yīng)將電能轉(zhuǎn)化定子的機械能,定轉(zhuǎn)子的接觸摩擦帶動轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動。該過程會導(dǎo)致熱量的積累,使電機運行特性發(fā)生變化。此外,超聲電機調(diào)速特性還存在著死區(qū)。溫漂特性和死區(qū)特性的存在大大限制了超聲電機在伺服控制領(lǐng)域的應(yīng)用。為了實現(xiàn)超聲電機的伺服控制,本文的主要研究內(nèi)容如下:首先基于阻抗分析儀的掃頻結(jié)果確定了超聲電機等效電路模型的參數(shù),提出了一種基于相電壓和相電流的幅值以及相位信息的等效電路模型參數(shù)修正方法,通過該方法得到的等效電路模型準確性被大大提高。其次,基于修正后的等效電路模型,本文通過仿真分析從電路成本、母線電壓利用率、體積等方面對半橋、全橋、推挽電路進行對比分析,將推挽電路作為本課題中的逆變拓撲形式。利用串聯(lián)匹配電感為推挽電路提供一定的升壓效果,完成了超聲電機驅(qū)動器的設(shè)計。然后,利用推挽式驅(qū)動器和上位機完成了超聲電機驅(qū)動控制平臺的搭建,在該平臺下進行了超聲電機的調(diào)速特性實驗和溫漂特性實驗�；趯ο嚯娏�、導(dǎo)納模、導(dǎo)納角的特點和變化趨勢的分析,提出一種基于導(dǎo)納模跟蹤的溫漂補償方法,實現(xiàn)了超聲電機的穩(wěn)速運行。當超聲電機工作在諧振頻率和反諧振頻率之間時,調(diào)幅調(diào)速線性度好,但是在低速時存在較大的死區(qū),改變兩相電壓的相位差可以對該死區(qū)進行補償。提出一種基于調(diào)幅和調(diào)相的復(fù)合控制策略,實現(xiàn)了對一定幅值和頻率速度指令的跟蹤。最后,通過設(shè)計步進響應(yīng)實驗驗證了超聲電機步進特性的重復(fù)性以及兩相電機特性的差異,證明了當超聲電機做步進運動時步距脈沖數(shù)不會隨溫漂特性的影響而發(fā)生改變。通過合理地設(shè)置PWM脈沖間隔和脈沖數(shù),實現(xiàn)了超聲電機開環(huán)位置步進控制。
【學位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：TM359.9;TP273
【圖文】：

圖 2-3 定子表面質(zhì)點橢圓運動形成示意圖從0P 到 P 在 x 方向產(chǎn)生的位移為：0 0 00 0 0= sin tan2 2cosxyh h hxh x t (2θ為定子彈性體彎曲變形的角度。在 y 方向產(chǎn)生的位移為：0 0 02sin (1 cos )yx t h (2由于行波的振幅遠遠小于其波長，彈性體彎曲變形的角度θ很小，故 y 方位移可以近似為0 02sinyx t (2所以

哈爾濱工業(yè)大學工學碩士學位論文兩相正弦驅(qū)動電壓幅值，A 、B 分別為兩相駐波振幅，m為超聲電機量。1A 、2A 分別為壓電陶瓷的伸長系數(shù)，反映了定子將電能轉(zhuǎn)化為機力，機械應(yīng)變幅值分別為A 1 Ay A u ，B 2 By A u 。定子機械振動加速度瓷機械形變引起的驅(qū)動力以及定子的阻尼與彈力共同決定。

【參考文獻】

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本文編號：2720562