本文關(guān)鍵詞：超聲電機驅(qū)動控制技術(shù)研究　出處：《哈爾濱工業(yè)大學(xué)》2014年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

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【摘要】：超聲電機作為一種基于壓電原理的微型電機，不產(chǎn)生電磁干擾，具有低速大轉(zhuǎn)矩的特性。它這一特殊優(yōu)勢使其成為微型電機的研究熱點。行波型旋轉(zhuǎn)超聲電機是一類具有代表性的超聲電機。由于復(fù)雜的多變量、強耦合和時變特性，，超聲電機建模復(fù)雜，其優(yōu)良特性的發(fā)揮有賴于驅(qū)動控制系統(tǒng)的性能。本文以實現(xiàn)超聲電機的驅(qū)動控制為目的，構(gòu)建了超聲電機仿真模型，分析了驅(qū)動電路方案與調(diào)速控制方法，實現(xiàn)并驗證了一種驅(qū)動控制電路。 本文首先構(gòu)建了一種適用于驅(qū)動控制研究的仿真模型。仿真模型以兩相驅(qū)動電壓和負(fù)載轉(zhuǎn)矩為輸入量，以電機轉(zhuǎn)速為輸出量，綜合了超聲電機等效電路模型和解析模型的部分特點，為驅(qū)動控制方案的研究提供了基礎(chǔ)平臺。 超聲電機的驅(qū)動電路由信號發(fā)生電路、功率放大電路、匹配電路和供電電源四個部分組成。本文分析了不同功率逆變拓?fù)涞奶攸c，論證了三相橋式逆變拓?fù)溆糜趦上囹?qū)動的可行性；分析了不同匹配電路的功能與特點，給出了串聯(lián)電感匹配、LLCC網(wǎng)絡(luò)匹配的參數(shù)設(shè)計方法。 本文指出了三相橋式逆變電路驅(qū)動超聲電機時，調(diào)壓、調(diào)頻與調(diào)相與PWM控制信號的之間的時序關(guān)系，分析了調(diào)速方法的具體實現(xiàn)方案；分析了孤極電壓反饋信號在調(diào)頻、調(diào)壓與調(diào)相過程中的變化規(guī)律，給出了孤極反饋用于頻率跟蹤控制的總體方案。 本文最后以FPGA為控制核心設(shè)計并實現(xiàn)了一種超聲電機驅(qū)動控制器。驅(qū)動控制器采用三相橋式功率逆變拓?fù)洌琇LCC網(wǎng)絡(luò)作為匹配電路，采集孤極電壓反饋信號實現(xiàn)頻率跟蹤。給出了驅(qū)動控制器軟硬件設(shè)計方案，對其進行了實驗測試，驗證了基本的驅(qū)動控制功能。
[Abstract]:Ultrasonic motor is a kind of miniature motor based on piezoelectric principle . It does not produce electromagnetic interference . It has the characteristic of low - speed and large torque . It is a kind of representative ultrasonic motor . In this paper , a simulation model suitable for the research of drive control is built . The simulation model takes two - phase drive voltage and load torque as the input quantity , the motor speed is output , the equivalent circuit model of the ultrasonic motor and part of the analytical model are integrated , and the basic platform is provided for the research of the drive control scheme . The driving circuit of the ultrasonic motor consists of four parts : signal generating circuit , power amplifying circuit , matching circuit and power supply power supply . The characteristics of different power inverter topologies are analyzed . The feasibility of three - phase bridge inverter topology for two - phase driving is demonstrated . The function and characteristics of different matching circuits are analyzed , and the parameter design method of series inductance matching and LLCC network matching is given . In this paper , the timing relationship between voltage regulation , frequency modulation and phase modulation and PWM control signal is analyzed in the three - phase bridge inverter circuit , and the specific realization scheme of the speed regulation method is analyzed . The regularity of the feedback signal in frequency modulation , voltage regulation and phase modulation is analyzed , and the general scheme of the single pole feedback for frequency tracking control is given . In this paper , an ultrasonic motor drive controller is designed and realized with FPGA as the control core . The drive controller uses three - phase bridge power inverter topology , LLCC network as matching circuit , and collects the isolated pole voltage feedback signal to realize frequency tracking . The hardware and software design scheme of the drive controller is given , and the basic drive control function is verified .

【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號】：TM359.9

【參考文獻】

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本文編號：1432959