基于行波超声波电机直接驱动的机械臂精密定位系统研制

研制了基于行波超声波电机与步进电机驱动的机器人多自由度机械臂精密定位控制系统。采用行波超声波微步控制技术实现了机械臂低速下的高精度定位控制，并在理论与试验研究基础上提出了一种实用的行波超声波电机精密定位控制方法。此外，还进行了定位误差分析及控制系统设计。所给的方法简单易行，在超声波电机精密定位中具有普遍的应用意义和广泛的应用价值。该方法成功运用于机器人机械臂控制中，不需要使用高精度角位移传感器就可使机械臂达到很高的定位精度。     

超声波电机步进特性及精密定位控制方法研究

对日本Shinsei公司的环形行波超声波电机USR60的调速特性和步进特性进行了实验研究,探讨了控制方法和负载变化对电机步进控制的影响并揭示了其中规律,提出了步进控制的改进方法。该方法在电机特性实验研究基础上,通过最小二乘法拟合出的经验公式对电机步距角的偏差进行修正,实现了环形行波超声波电机带负载时的等步距运行。提出的步进控制方法可实现环形行波超声波电机无位置传感器开环精密定位控制,控制精度达0.005°。     

行波超声波电机微步控制研究

针对行波超声波电机(TRUsM)的启动特性、运行特性、调速特性和步进特性进行了深入研究,探讨了负载对TRUSM微步控制的影响并揭示了其中规律,提出了微步控制的改进方法.该方法在电机特性实验研究基础上.通过最小二乘法拟合出的经验公式对电机步距角的偏差进行修正,实现了行波超声波电机带负载时的等步距运行.所给出的方法和结论,为行波超声波电机开环精密定位控制的进一步推广打下坚实的基础.     

超声波电机的步进特性和步进定位控制

超声波电机与传统电磁型电机不同,它是一种靠摩擦驱动的新原理电机,具有响应快分辨率高等特点,为充分发挥这一特点,使之具有高精度的定位能力,该文介绍一种精密定位控制方法。文中首先从理论和实验上揭示这种电机具有的高分辨率和步进特性实质,提出了利用此特性实现高精度的定位控制策略----步进定位法,并分析了影响其定位精度的因素,结合所研制的纵扭复合型超声波电机样机,实现了高精度(0.010。) 的定位控制,说明此电机可用于高精度机构如MEMS等的驱动。     

行波接触型超声波电机特性与控制研究

行波接触型超声波电机的工作原理与电磁型电机的工作原理截然不同,本文对其控制系统各组成部分作了分析,给出了控制器输出波形;并对行波接触型超声波电机定、转子之间的摩擦传动进行了研究,提出了电机效率计算方法,对机械特性与效率曲线进行了计算,计算结果与实验测试结果相符合。     

超声波电机速度与定位控制系统

由于超声波电机复杂的非线性关系，常规的控制方法根本不能满足其控制需求。该文提出了一种新型的超声波电机控制系统，即运用模糊自适应PID的控制策略来进行速度控制，并且在设定位置附近切换成PID的控制策略进行定位控制。由于综合了模糊控制及PID控制两种控制方法的优点，而不需要精确的数学模型就能够对超声波电机进行快速精确的控制。实验证明，利用该控制系统对行波型超声波电机进行速度与定位控制，其速度的快速性与定位的精确性可以得到保证。     

行波型超声波电机及其速度控制特性的研究

超声波电机是一种新型摩擦驱动器。由于它是利用压电陶瓷的逆压电效应形成的弹性波作为激励源,所以,该电机同传统的电磁式电机相比,具有小型轻量、无电磁干扰、响应速度快等特点,是微机械、医疗器械、航天航空等领域中理想的驱动器。本文阐述了行波型超声波电机的工作原理,并研制出直径４０ｍｍ的旋转式行波超声波电机的实验样机,作者分析了该样机的速度控制特性,提出ＰＷＭ是行波超声波电机理想的控制方式。     

基于行波型超声波电机的天线自跟踪控制系统

超声波电机是一种新型的电机,其控制和驱动方法有别于传统的电磁电机。本文主要介绍了一种基于行波型超声波电机的天线跟踪控制系统,对系统的硬件电路及控制软件做了分析。试验结果表明该控制系统性能稳定、结构简单,可以达到快速响应和高精度的控制效果。     

3个行波定子的2自由度球形超声波电机

提出一种基于3个行波定子的2自由度球形行波型超声波电机,给出了其结构及其驱动原理,重点介绍行波定子自动对心的自适应结构及其螺旋弹簧,该种结构可使每一个行波定子能柔顺地压紧球转子,可克服由3个行波定子的加工及其安装误差对电机产生的影响,保证每个定转子接触圆周之间的预紧力比较均匀一致。同时,给出了该种2自由度球电机的机械特性计算公式,并以极小范数解为优化目标等手段,分析了此球电机的性能特点。研制的球电机样机球转子直径40mm,堵转力矩达0.12N?m,空载转速90r/min,且各方向性能较一致。此球电机具有结构紧凑、安装方便和性能优越的特点,可用于机器人手腕、CCD云台控制等许多场合。     

基于双DSP和FPGA的行波超声波电动机测控系统

根据对行波超声波电动机(TUSM)测试和高精度控制的要求,设计了基于双DSP和FPGA的超声波电动机高性能测试控制平台.其中控制核心采用了双DSP结构,可以在对行波超声波电动机进行控制的同时,将必要的参数读取出来进行分析和研究;采用现场可编程门阵列(FPGA)的直接数字频率合成(DDS)电路来产生控制开关管导通关断的两相四路高精度PWM波,减轻了DSP的负担.驱动部分采用全桥电路对信号进行功率放大.该系统的优点在于实时性好、精度高、功能完备.最后以直径为60 mm的行波超声波电动机为例,测试分析了驱动频率、电压以及相位差等调节量对电机输出的影响,验证了该系统的性能.     

步进电机新型控制器设计及其在机器人多自由度关节中的应用

提出了一种对反应式步进电机控制的新方法。该方法采用单片机＋FPGA实现了双正弦驱动可变细分三相反应式步进电机新型驱动器。实验证明该驱动器细分精度高、可靠稳定、町维护性强，具有很好的应用前景。设计了基于该驱动器的机器人多自由度关节实时控制系统。该系统结构简单，控制精度高。     

步进电机新型控制器设计及其在机器人多自由度关节中的应用

提出了一种对反应式步进电机控制的新方法。该方法采用单片机 FPGA实现了双正弦驱动可变细分三相反应式步进电机新型驱动器。实验证明该驱动器细分精度高、可靠稳定、可维护性强,具有很好的应用前景。设计了基于该驱动器的机器人多自由度关节实时控制系统。该系统结构简单,控制精度高。     

基于FFT算法的DSP在超声波电动机控制器中的应用

介绍了一种根据超声波电动机的特点并应用基于FFT算法的DSP而设计的控制器。该控制器同时提供调压、调频和调相三种控制手段，可实现对电机的精确控制。文章着重描述了控制器的硬件实现及软件流程，最后针对该控制器的位置控制方案，通过实验证实了该方案的可行性。     

行波型超声波电机及其控制平台

对行波型超声波电机及其控制进行总结和研究,据此设计制作了样机。为了进一步对影响超声电机运行特性的几个因素进行研究,搭建了基于虚拟仪器的超声波电机的控制平台。在该控制平台上,对样机的性能进行测试和分析,最后分析了电机定子中不同厚度压电陶瓷片对电机性能的影响以及影响电机运行特性的几个参数。     

基于多伺服控制模式的运动控制系统研究与应用

基于多伺服控制模式的运动控制系统能够实现高性能的运动控制和多样化的运动功能。首先分析永磁同步电机及其驱动器的位置/速度伺服控制模式,然后提出在同一个运动控制系统中应用多伺服控制模式的概念,最后,基于位置/速度伺服控制模式,实现了坐标平台的精确往返运动控制和滚筒的连续匀速旋转运动控制,同时介绍了系统的构成,并对系统参数作了详细分析。该系统为各种机电一体化设备提供了最佳解决方案,在运动控制和过程控制领域有良好的应用前景。     

小型无刷直流电动机无位置传感器控制的设计

介绍一种用于人工心脏轴流式血泵的无位置传感器无刷直流电动机闭环调速控制系统的电路设计。利用自起动方式实现电机起动，当电机达到额定转速时进入闭环控制系统，利用反电势逻辑积分法，实现无刷直流电动机无位置传感器控制。     

RoboCup小型组控制系统设计和实现

介绍了RoboCup组在进行多智能体的设计和实现研究中使用的硬件平台。重点研究了无速度传感器的微型空心杯直流电机的速度-电流双闭环控制系统,并提出了简单有效的电机控制方案和电机参数测量的方法,对采用电流内环的优缺点进行了对比讨论和分析。最后描述了整个电机控制流程和采用的系统优化。     

无刷直流电动机的反电势逻辑换向

本文根据无位置传感器无刷直流电动机的基本原理 ,采用TI公司的电机数字化控制功能强大的数字信号处理芯片及IR公司的功率驱动芯片IR2 1 30 ,对反电势检测转子位置信号 ,提出了一种新的无位置传感器无刷直流电机的反电势逻辑换相方法。     

基于PLC的电机同步数字控制模型研究

PLC是现有工业控制系统中的主要控制设备,在自动化设备运行的PLC上增加部分硬件,采用全脉冲数字控制,提出一种新型电机同步控制算法,将电机的速度同步问题转换成位置跟踪同步问题,采用位置闭环反馈,推导出算法设计的原理和公式,并且最终在可编程控制器(PLC)上实现。同时,通过触摸屏显示主从电机脉冲数并为操作人员提供同步误差补偿界面。实践证明,该方法使电机不会出现速度振荡现象,运行平稳,简化系统结构,降低系统成本,可广泛应用于工业环境下PLC控制的各种机电设备中。