基于辨識模型的行波超聲波電機多步預(yù)測自校正轉(zhuǎn)速控制研究.pdf

1、超聲波電機是一種利用壓電陶瓷材料的逆壓電效應(yīng)將超聲頻率的交變電能轉(zhuǎn)換成振動機械能，并通過摩擦驅(qū)動將壓電陶瓷的機械振動能轉(zhuǎn)換為運動機械能輸出的直驅(qū)式電機。超聲波電機轉(zhuǎn)速控制一直是超聲波電機研究的重點課題。
　　根據(jù)超聲波電機的驅(qū)動要求文中介紹了驅(qū)動電機所需PWM信號的產(chǎn)生原理，分析推挽式逆變電路和全橋式逆變電路原理和特點，并且進行全橋式逆變驅(qū)動器硬件電路的設(shè)計和軟件編程。將全橋式逆變器與實驗室原有的推挽式驅(qū)動器做實驗對比研究，并將其

2、應(yīng)用于多步預(yù)測自校正算法轉(zhuǎn)速控制的實驗研究。
　　為了將多步預(yù)測自校正算法引入行波超聲波電機轉(zhuǎn)速控制中，首先設(shè)計超聲波電機的Hammerstein模型。該模型是基于非參數(shù)辨識法所建立的動態(tài)階躍傳遞函數(shù)模型和通過頻率-轉(zhuǎn)速控制擬合得到的非線性穩(wěn)態(tài)轉(zhuǎn)速模型，而傳遞函數(shù)模型經(jīng)過差分變換后即可應(yīng)用在多步預(yù)測自校正算法預(yù)測模型—受控自回歸積分滑動平均模型(CARIMA)中。
　　針對超聲波電機的Hammerstein模型，介紹了多步預(yù)

3、測自校正算法的基本原理，遞推求解方法，以及算法應(yīng)用步驟。
　　運用MATLAB軟件對已建立的超聲波電機Hammerstein模型進行多步預(yù)測自校正控制仿真研究，仿真主要研究了控制算法的速度階躍響應(yīng)、抗干擾和轉(zhuǎn)速跟蹤效果。建立基于DSP28335的超聲波電機控制器和全橋式逆變器的控制平臺，首先進行了多步預(yù)測自校正算法控制下柔化系數(shù)和加權(quán)常數(shù)取值的實驗研究，其次進行了電機空載和帶載的啟動研究、抗扭矩擾動測試和轉(zhuǎn)速跟蹤效果的研究。針對超