發(fā)布時(shí)間：2020-06-19 08:47

【摘要】：超聲電機(jī)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(diǎn)引起了廣泛關(guān)注。與傳統(tǒng)電磁電機(jī)不同,超聲電機(jī)利用壓電陶瓷的逆壓電效應(yīng)將電能轉(zhuǎn)化定子的機(jī)械能,定轉(zhuǎn)子的接觸摩擦帶動(dòng)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)。該過程會(huì)導(dǎo)致熱量的積累,使電機(jī)運(yùn)行特性發(fā)生變化。此外,超聲電機(jī)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(jī)在伺服控制領(lǐng)域的應(yīng)用。為了實(shí)現(xiàn)超聲電機(jī)的伺服控制,本文的主要研究?jī)?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(jī)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(zhǔn)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(duì)半橋、全橋、推挽電路進(jìn)行對(duì)比分析,將推挽電路作為本課題中的逆變拓?fù)湫问�。利用串�?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(jī)驅(qū)動(dòng)器的設(shè)計(jì)。然后,利用推挽式驅(qū)動(dòng)器和上位機(jī)完成了超聲電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制平臺(tái)的搭建,在該平臺(tái)下進(jìn)行了超聲電機(jī)的調(diào)速特性實(shí)驗(yàn)和溫漂特性實(shí)驗(yàn)。基于對(duì)相電流、導(dǎo)納模、導(dǎo)納角的特點(diǎn)和變化趨勢(shì)的分析,提出一種基于導(dǎo)納模跟蹤的溫漂補(bǔ)償方法,實(shí)現(xiàn)了超聲電機(jī)的穩(wěn)速運(yùn)行。當(dāng)超聲電機(jī)工作在諧振頻率和反諧振頻率之間時(shí),調(diào)幅調(diào)速線性度好,但是在低速時(shí)存在較大的死區(qū),改變兩相電壓的相位差可以對(duì)該死區(qū)進(jìn)行補(bǔ)償。提出一種基于調(diào)幅和調(diào)相的復(fù)合控制策略,實(shí)現(xiàn)了對(duì)一定幅值和頻率速度指令的跟蹤。最后,通過設(shè)計(jì)步進(jìn)響應(yīng)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了超聲電機(jī)步進(jìn)特性的重復(fù)性以及兩相電機(jī)特性的差異,證明了當(dāng)超聲電機(jī)做步進(jìn)運(yùn)動(dòng)時(shí)步距脈沖數(shù)不會(huì)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(shí)現(xiàn)了超聲電機(jī)開環(huán)位置步進(jìn)控制。
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：TM359.9;TP273
【圖文】：

圖 2-3 定子表面質(zhì)點(diǎn)橢圓運(yùn)動(dòng)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(yuǎn)遠(yuǎn)小于其波長(zhǎng)，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(xué)工學(xué)碩士學(xué)位論文兩相正弦驅(qū)動(dòng)電壓幅值，A 、B 分別為兩相駐波振幅，m為超聲電機(jī)量。1A 、2A 分別為壓電陶瓷的伸長(zhǎng)系數(shù)，反映了定子將電能轉(zhuǎn)化為機(jī)力，機(jī)械應(yīng)變幅值分別為A 1 Ay A u ，B 2 By A u 。定子機(jī)械振動(dòng)加速度瓷機(jī)械形變引起的驅(qū)動(dòng)力以及定子的阻尼與彈力共同決定。

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2720562