基于低頻PWM和單神經(jīng)元自適應(yīng)的超聲波電機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì).pdf

1、超聲波電機(jī)作為一種基于壓電陶瓷材料的逆壓電效應(yīng)而進(jìn)行工作的電機(jī)，具有運(yùn)行噪聲低、無電磁干擾、慣性小、響應(yīng)快、斷電自鎖等諸多優(yōu)點(diǎn)，因而，其在精密運(yùn)動(dòng)控制領(lǐng)域內(nèi)得到了廣泛應(yīng)用。然而，由于壓電能量轉(zhuǎn)換、摩擦能量傳遞等始終貫穿于超聲波電機(jī)運(yùn)行期間，電機(jī)內(nèi)部的非線性以及多個(gè)變量間的耦合效應(yīng)均為明顯。因此，需迫切提出有效的控制策略，并設(shè)計(jì)相應(yīng)的驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)。
　　本課題主要研究?jī)?nèi)容如下:
　　1.引入了超聲波電機(jī)的低頻PWM控制思想。主

2、要對(duì)通斷PWM控制策略、正反轉(zhuǎn)PWM控制策略以及正反轉(zhuǎn)停PWM控制策略的原理進(jìn)行了闡述;并從定子行波振動(dòng)狀況、開環(huán)轉(zhuǎn)速特性以及輸入功率等方面對(duì)三種低頻PWM控制方法進(jìn)行了比較，總結(jié)出了它們的適用場(chǎng)合。
　　2.提出了基于低頻PWM和單神經(jīng)元自適應(yīng)的控制方法。采用單神經(jīng)元自適應(yīng)策略產(chǎn)生一路低頻PWM信號(hào)，將該低頻PWM信號(hào)同采用DDS技術(shù)產(chǎn)生的四路對(duì)稱高頻PWM信號(hào)進(jìn)行邏輯“與”運(yùn)算，從而構(gòu)成了通斷PWM控制，以應(yīng)對(duì)超聲波電機(jī)的非線

3、性和時(shí)變性給控制系統(tǒng)帶來的挑戰(zhàn)。重點(diǎn)對(duì)PID控制器參數(shù)的求解以及加權(quán)系數(shù)的調(diào)整過程，進(jìn)行了深入的分析。
　　3.對(duì)基于低頻PWM和單神經(jīng)元自適應(yīng)超聲波電機(jī)控制系統(tǒng)的架構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)。包括:基于DDS的四路對(duì)稱PWM信號(hào)發(fā)生單元設(shè)計(jì)、雙推挽逆變功放單元的設(shè)計(jì)、定子表面孤極電壓反饋單元的設(shè)計(jì)、信號(hào)調(diào)理單元的設(shè)計(jì)、光耦隔離單元的設(shè)計(jì)、繼電器保護(hù)單元的設(shè)計(jì)、電源模塊的設(shè)計(jì)，以及基于Visual Basic的上位機(jī)界面設(shè)計(jì)。
　　4.以兩