基于ARM的超声波电机速度位置控制系统研究.pdf

扬州大学硕士学位论文基于ARM的超声波电机速度位置控制系统研究姓名：张新星申请学位级别：硕士专业：控制理论与控制工程指导教师：莫岳平20090401蟚鷌．锄琫衔琲舶虢’餽涣芿甎锄：吼琣蓇摘要．甎甎鐉疉篗鄍．丘衞鬳校甧甧琧、Ⅳ、Ⅳ．—．钉。’襡甧、也．甤擘甌琭．痶．．莑ⅱ鬭．＃甧甈仃’甜．畊琣甌甤鼢：琒琌琽『学位论文作者签名：弘凇学位论文作者签名：彩私曩签字眺研年多砂日签字日期．研年敛签字日期：履昝丛拢月扬州大学学位论文原创性声明和版权使用授权书学位论文原创性声明本人声明：所呈交的学位论文是在导师指导下独立进行研究工作所取得的研究成果。除文中已经标明引用的内容外本论文不包含其他个人或集体已经发表的研究成果。对本文的研究做出贡献的个人和集体均已在文中以明确方式标明。本声明的法律结果由本人承担。学位论文版权使用授权书本人完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定即：学校有权保留并向国家有关部门或机构送交学位论文的复印件和电子文档允许论文被查阅和借阅。本人授权扬州大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。同时授权中国科学技术信息研究所将本学位论文收录到《中国学位论文全文数据库》并通过网络向社会公众提供信息服务。导师签名#第一章绪论超声波电机基本原理、特点及其应用超声波电机的工作原理超声波电机兰甏⒄蛊鹄吹囊恢中滦偷闹苯忧臀⒌缁有别于传统电磁型电机通过电磁场作为介质来传递能量的驱动原理超声波电机利用压电材料的逆压电效应把电能转化电机定子的机械振动能又通过定、转子间的摩擦作用驱动转子作直线运动或回转运动是一种以压电陶瓷在超声波频域的机械振动都为驱动源的新型驱动器【猶。以本文研究的环形行波型超声波电机为例如图尽Ｆ浜诵牟糠质怯裳电陶瓷和弹性体组成的定子及与定子的接触面粘有摩擦材料的转子。定子和转子均为一薄圆环使得整个电机结构呈扁圆环形这也是环形行波型超声波电机在结构图为压电陶瓷的电极结构图由极化过的压电陶瓷片组成。图中的阴影区域为未敷银或对应部分的敷银层已经被磨去的小分区它将压电陶瓷圆环分隔成不同的区域。相邻两个压电分区的极化方向相反分别以“薄耙弧北硎荆诘缪激励下一段收缩另一段伸长构成一个波长的弹性波。图中所示的极化分区分三部分其中虰区表示驱动牧较啵抢醚沟缣沾傻哪嫜沟缧вΣ振动：而谴ǜ衅髑醚沟缣沾傻恼沟缧вΣ蠢〉缪梗玫缪箍张新星基于鞯某ǖ缁俣任恢每刂葡低逞芯上的最大特点。图本文研究的环形行波形超声波电机图沟缣沾傻募ɑ智峁雇的超声波电机的额定转矩可达Ⅳ·删。实时反映定子的振动情况其反馈信号可用于控制驱动电源的输出信号形成孤极反馈控制回路。图中压电陶瓷环的周长为行波波长膎倍虰区各分区所占的宽度为两组压电片空间相差磗区宽度嗟庇诳冢分别通以同频、同幅、相位相差的超声频域的交流信号这样两相区的两组压电体即在时间与空间上获得。相位差的激振从而形成定子表厦质点的椭圆运动。再通过预压力使定转于直接接触从而由定转子之间的摩擦力将定子质点的椭圆运动转化为转子的直线运动或旋转运动的【。如图尽．ǖ缁阅芴氐慵捌溆τ由于超声波电机独特的工作原理因此它具有一般电磁电机所没有的一些性能特点。超声波电机的主要优点有如下几个方面：⒌退俅笞>兀涸诔ǖ缁校穸恼穹话悴怀父鑫⒚祝穸度瞧德视胛灰品鹊某嘶只有几厘米