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行波型超声波电动机驱动和控制技术的现状与发展 被引量：9
1
作者 祖家奎 赵淳生 《微特电机》 北大核心 2004年第6期38-42,共5页
驱动与控制是超声波电动机性能提高和工程应用的关键技术之一。文章基于行波型超声波电动机的结构和运动机理,分析了其对驱动、控制技术的特殊要求。叙述了当前超声波电动机在驱动技术和控制技术方面的研究现状和进展,并进行了归纳总结... 驱动与控制是超声波电动机性能提高和工程应用的关键技术之一。文章基于行波型超声波电动机的结构和运动机理,分析了其对驱动、控制技术的特殊要求。叙述了当前超声波电动机在驱动技术和控制技术方面的研究现状和进展,并进行了归纳总结及其分析。结合国内外研究动向和笔者的研究进展,对超声波电动机的驱动技术和控制技术的发展以及急待解决的课题进行了探讨。 展开更多
关键词 行波 超声波电动机 驱动技术 控制技术 伺服控制
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超声电机变摩擦三向接触模型的输出特性分析 被引量：6
2
作者 柳江 滕杨磊 +2 位作者 王政皓 张业 刘双双 《电机与控制学报》 EI CSCD 北大核心 2019年第9期115-122,共8页
针对传统电机的纯滑动平面接触模型分析结果与行波超声电机定转子接触面表现出的实际输出特性存在一定偏差的问题,利用摩擦形变角来阐述定转子在接触面不同性质的摩擦状态,据此分析两者相对运动趋势,并提出一种异于传统纯滑动摩擦状态... 针对传统电机的纯滑动平面接触模型分析结果与行波超声电机定转子接触面表现出的实际输出特性存在一定偏差的问题,利用摩擦形变角来阐述定转子在接触面不同性质的摩擦状态,据此分析两者相对运动趋势,并提出一种异于传统纯滑动摩擦状态平面接触模型的变摩擦三向接触模型;在该模型的基础上,构建定转子在接触面的运动、受力及能量损耗状况的数学模型,通过MATLAB仿真获得电机驱动力矩、接触点切向速度以及电机输出效率,计算摩擦界面效率等参数随定转子间距变化的特性曲线,并利用测功机通过实验验证,与传统模型相比,所述模型更加准确地反映了电机的实际工况。 展开更多
关键词 行波超声电机 接触面三向空间模型 变摩擦 摩擦界面输出效率
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纵振夹心换能器式圆筒型行波超声电机 被引量：5
3
作者 刘英想 刘军考 +1 位作者 陈维山 石胜君 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2009年第18期83-88,共6页
提出一种纵振夹心换能器式圆筒型行波超声电机,该电机定子组件由定子圆筒和4个纵振夹心换能器组成,变幅杆和圆筒采用一整块硬铝合金加工而成。利用压电陶瓷片的纵向振动在夹心换能器中激励出纵向振动,实现两组换能器在定子圆筒上激励出... 提出一种纵振夹心换能器式圆筒型行波超声电机,该电机定子组件由定子圆筒和4个纵振夹心换能器组成,变幅杆和圆筒采用一整块硬铝合金加工而成。利用压电陶瓷片的纵向振动在夹心换能器中激励出纵向振动,实现两组换能器在定子圆筒上激励出2个幅值相等、在时间和空间上均相差π/2的弯振模态响应,2个弯振模态响应叠加在定子圆筒上形成弯曲振动行波,定子齿表面质点产生椭圆运动轨迹,进而通过和转子之间的摩擦耦合实现宏观运动输出。运用有限元法设计了定子圆筒和纵振夹心换能器,并实现了频率简并。测量结果表明,样机的最大转速为110r/min,堵转力矩为0.5N.m。 展开更多
关键词 行波超声电机 圆筒型 纵振换能器 变幅杆 有限元法
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基于行波超声波电机的新型机器人多自由度关节精密定位控制 被引量：5
4
作者 华亮 冯浩 +1 位作者 顾菊平 张建生 《制造业自动化》 北大核心 2008年第10期89-93,共5页
文章对基于行波超声电机驱动的新型机器人多自由度关节精密定位控制系统进行了研究。在深入研究负载下行波超声波电机的启动特性、运行特性、调速特性、步进特性、带负载能力的基础上,揭示了负载对微步控制的影响规律,并提出了基于行波... 文章对基于行波超声电机驱动的新型机器人多自由度关节精密定位控制系统进行了研究。在深入研究负载下行波超声波电机的启动特性、运行特性、调速特性、步进特性、带负载能力的基础上,揭示了负载对微步控制的影响规律,并提出了基于行波超声波电机驱动的机器人多自由度关节精密定位控制方法。文章所给的方法和结论,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,研制出的精密定位控制系统不需要使用高精度编码器就可以使关节达到很高的定位精度。 展开更多
关键词 行波超声波电机 机器人多自由度关节 微步控制 精密定位
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一种中空环形行波型超声电机的研制 被引量：4
5
作者 田秀 王彦利 +1 位作者 郎跃东 李建春 《振动．测试与诊断》 EI CSCD 北大核心 2013年第S2期190-193,229,共5页
针对航天部件需要驱动器具有中空结构和大力矩的要求,设计出一种中空环形行波型超声电机。利用有限元方法,仿真分析了定子的共振频率、振幅以及定/转子的接触状态,计算了定子齿面质点的速度和运动轨迹,优化了定子和转子的结构尺寸,并研... 针对航天部件需要驱动器具有中空结构和大力矩的要求,设计出一种中空环形行波型超声电机。利用有限元方法,仿真分析了定子的共振频率、振幅以及定/转子的接触状态,计算了定子齿面质点的速度和运动轨迹,优化了定子和转子的结构尺寸,并研制出超声电机原理样机。负载特性实验结果表明,该样机的空载转速可达106r/min,堵转力矩可达1.8N·m,满足设计指标和工程需求。 展开更多
关键词 行波型超声电机 中空环形结构 有限元法 大力矩
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基于相空间重构的两相行波超声波电动机混沌运行分析 被引量：3
6
作者 史敬灼 李文娟 《微特电机》 北大核心 2011年第3期14-16,20,共4页
对超声波电动机驱动系统中存在的混沌现象进行了初步探求。设计超声波电动机转速闭环控制实验,获得驱动电压幅值变化的多组采样时间序列,并采用相空间重构方法对这些时间序列进行了混沌分析。计算得到的最大Lyapunov指数为正数,表明行... 对超声波电动机驱动系统中存在的混沌现象进行了初步探求。设计超声波电动机转速闭环控制实验,获得驱动电压幅值变化的多组采样时间序列,并采用相空间重构方法对这些时间序列进行了混沌分析。计算得到的最大Lyapunov指数为正数,表明行波超声波电动机在一定工作条件下呈现出混沌特性。 展开更多
关键词 行波超声波电动机 混沌 相空间重构 速度控制
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行波超声电机驱动控制技术的发展 被引量：3
7
作者 史敬灼 刘玉 +2 位作者 沈晓茜 赵福洁 王晓节 《振动．测试与诊断》 EI CSCD 北大核心 2013年第S2期1-4,213,共5页
简述推挽式、H桥等驱动电路的拓扑结构,分析了基于DSP的驱动控制电路结构形式,总结了超声电机的控制特点,给出了多种适用的超声电机闭环控制策略,有益于超声电机相关科学技术与产业的更快发展。
关键词 行波超声电机 驱动电路 控制 效率优化
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行波超声波电机微步控制研究 被引量：4
8
作者 华亮 冯浩 +1 位作者 顾菊平 张建生 《电气传动》 北大核心 2009年第3期72-76,共5页
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... 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。 展开更多
关键词 行波超声波电机 微步控制 步进特性
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行波型方孔定子超声电机结构设计与性能分析 被引量：2
9
作者 张东升 张景阳 《压电与声光》 CAS 北大核心 2023年第3期408-413,共6页
该文提出了一种新型的方孔定子行波超声电机,并进行了参数设计、仿真分析和实验研究。定子由1个方孔金属体和4块压电陶瓷片组成,通过与直径大于定子内边长的转子配合发生弹性变形,从而对转子产生预压力,便于驱动。利用有限元软件对定子... 该文提出了一种新型的方孔定子行波超声电机,并进行了参数设计、仿真分析和实验研究。定子由1个方孔金属体和4块压电陶瓷片组成,通过与直径大于定子内边长的转子配合发生弹性变形,从而对转子产生预压力,便于驱动。利用有限元软件对定子进行模态分析,选择第三阶模态作为工作模态,得到定子最大振幅与激励频率、电压、壁厚、边长及圆角半径的关系,并研究了频率、电压及预压力对转子输出特性的影响。制作了实体样机并测试了其输出特性,测试表明,当电压为100 V、激励频率为31.5 kHz时,其空载转速为215 r/min,堵转力矩达到1.58 mN·m。 展开更多
关键词 行波型超声电机 方孔定子 工作模态 输出特性
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中空环形行波超声波电机试验研究与改进设计 被引量：2
10
作者 蒋春容 张津杨 +1 位作者 董晓霄 陆旦宏 《电机与控制应用》 北大核心 2016年第7期40-44,共5页
设计了中空环形行波超声波电机的结构,并对定子进行了结构动力学分析,得到定子工作模态对应的共振频率及谐响应分析结果。根据所设计的电机结构尺寸制作了电机样机,并对样机进行了试验测试,得到定子阻抗-频率特性、定子在外加电压作用... 设计了中空环形行波超声波电机的结构,并对定子进行了结构动力学分析,得到定子工作模态对应的共振频率及谐响应分析结果。根据所设计的电机结构尺寸制作了电机样机,并对样机进行了试验测试,得到定子阻抗-频率特性、定子在外加电压作用下的振动响应和电机的输出性能。针对所设计的中空超声波电机输出性能不理想的问题,对定转子的结构和支撑方式进行了改进设计以改善电机性能。试验测试结果表明,改进后的电机克服了原有样机存在的问题,输出性能得到明显改善。 展开更多
关键词 行波超声波电机 中空环形 试验研究 性能优化
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超声波电机模糊微步控制在指示表自动检定仪中的应用 被引量：2
11
作者 冯浩 华亮 +1 位作者 张建生 王万良 《工程设计学报》 CSCD 北大核心 2006年第3期154-161,共8页
提出了一种基于行波超声波电动机(U SM)和FPGA的新型指示表自动检定仪的设计方法.该系统采用行波超声波电机伺服系统作为检定仪的微位移控制系统,并运用行波超声波电机模糊微步控制的新方法,实现了对指示表测杆的微量匀速进给,具有很高... 提出了一种基于行波超声波电动机(U SM)和FPGA的新型指示表自动检定仪的设计方法.该系统采用行波超声波电机伺服系统作为检定仪的微位移控制系统,并运用行波超声波电机模糊微步控制的新方法,实现了对指示表测杆的微量匀速进给,具有很高的精度.该指示类仪表智能检定仪还集成了EDA技术、U SB通讯技术、传感器及数字图像处理等技术,可以实现各类指示型仪表的全自动检定和误差分析.提出的行波超声波电机模糊微步控制方法可在位移传感器分辨率较低情况下实现高精度、低速、稳定运行.提出的基于U SM的检定仪精度高、效率高,易于实现自动测量,具有很好的应用前景. 展开更多
关键词 FPGA 指示表 行波超声波电动机 微步控制 模糊控制 检定
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空间用二自由度球形行波型超声波电机 被引量：3
12
作者 郭吉丰 胡锡幸 傅平 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第1期362-366,共5页
介绍了一种超声振动驱动的二自由度行波型超声波球电机的结构和机理,给出了其研制过程中若干关键问题的解决方案,阐述了实现其运动位姿控制采用的结构及控制方式,最后探讨了此类电机在空间机构的若干应用及所需解决的一些问题。研制样... 介绍了一种超声振动驱动的二自由度行波型超声波球电机的结构和机理,给出了其研制过程中若干关键问题的解决方案,阐述了实现其运动位姿控制采用的结构及控制方式,最后探讨了此类电机在空间机构的若干应用及所需解决的一些问题。研制样机的球转子直径为45mm,定子直径为30mm,实现的堵转力矩为120mNm,空转转速12r/min,且各方向运转平稳,输出性能比较一致。该电机可用于各类空间机构。 展开更多
关键词 二自由度电机 行波型超声波电机 相位差控制 运动姿态控制
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一种改进型共轴并联式超声波电机设计 被引量：2
13
作者 张焱 胡敏强 +2 位作者 宋爱国 靳宏 金龙 《微电机》 北大核心 2010年第2期37-40,共4页
为提高传统环形行波型超声波电机的输出转矩,研制了一种改进型共轴并联式双定子双转子超声波电机。与传统行波型超声波电机相比,这一电机在保证驱动电源和直径不变的基础上,通过略微增加的体积,将输出转矩在理论上增加一倍。同时,通过... 为提高传统环形行波型超声波电机的输出转矩,研制了一种改进型共轴并联式双定子双转子超声波电机。与传统行波型超声波电机相比,这一电机在保证驱动电源和直径不变的基础上,通过略微增加的体积,将输出转矩在理论上增加一倍。同时,通过对这种电机的样机进行实验检测,输出转矩较同型号超声波电机增加80%,表明该电机具有实际生产价值和广阔的应用前景。 展开更多
关键词 行波超声电机 大力矩 共轴并联
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新型行波直线超声电机的结构与有限元分析 被引量：2
14
作者 杨淋 陈亮 +2 位作者 任韦豪 张蕉蕉 唐思宇 《振动．测试与诊断》 EI CSCD 北大核心 2022年第3期439-445,612,613,共9页
提出了一种新型行波直线超声电机结构,该电机利用2个固有频率接近的面内弯曲模态叠加形成沿周向传播的行波,从而驱动动子做直线运动。首先,基于有限元法建立了考虑定、动子三维接触的整机动力学模型,对定子结构尺寸进行设计;其次,通过... 提出了一种新型行波直线超声电机结构,该电机利用2个固有频率接近的面内弯曲模态叠加形成沿周向传播的行波,从而驱动动子做直线运动。首先,基于有限元法建立了考虑定、动子三维接触的整机动力学模型,对定子结构尺寸进行设计;其次,通过该模型分析了定、动子之间的接触力传递过程、电机的驱动机理、电机稳定运行时驱动足的椭圆运行轨迹、电机的启停特性以及不同输入参数下电机的输出性能等动力学特性;最后,试制原理样机,搭建实验平台对电机性能进行测试。研究结果表明:该电机工作原理可行,机械输出性能良好;所建立的有限元模型合理,使用该模型能预测电机的性能,并进一步指导电机的设计及优化。 展开更多
关键词 行波 直线超声电机 有限元法 动力学模型
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新型锥面驱动超声电机的实验研究 被引量：2
15
作者 张东华 陈在礼 +1 位作者 陈维山 杨青 《哈尔滨商业大学学报（自然科学版）》 CAS 2006年第2期58-60,75,共4页
为了解决传统超声电机运转不平稳,驱动力矩小的不足,提出了一种新型结构超声电机,它不同于以往电机定转子之间动态过程中为点接触的结构形式,采用了定转子之间动态过程为线接触的结构.设计出了电机整体结构以及驱动电路,并详细给出了电... 为了解决传统超声电机运转不平稳,驱动力矩小的不足,提出了一种新型结构超声电机,它不同于以往电机定转子之间动态过程中为点接触的结构形式,采用了定转子之间动态过程为线接触的结构.设计出了电机整体结构以及驱动电路,并详细给出了电机运行的激励方法;应用有限元软件ANSYS计算出了电机定子的工作频率和模态,最后通过实验验证了此种新型电机的性能. 展开更多
关键词 锥面驱动 行波 超声电机 有限元法
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谐波减速式超声波电动机的设计与实验研究 被引量：1
16
作者 陈维山 李霞 刘军考 《微特电机》 北大核心 2008年第2期14-17,共4页
提出并设计了一种低速输出的谐波减速式行波超声波电动机,分析了其工作原理,并利用样机研究了行波超声波电动机和组装后的谐波超声波电动机的频率速度特性,获得双面齿行波超声波电动机和谐波减速式超声波电动机的最大空载速度,且实验获... 提出并设计了一种低速输出的谐波减速式行波超声波电动机,分析了其工作原理,并利用样机研究了行波超声波电动机和组装后的谐波超声波电动机的频率速度特性,获得双面齿行波超声波电动机和谐波减速式超声波电动机的最大空载速度,且实验获得的传动比比设计的理论传动比大20%。实验结果表明该电机能够低速可靠的运行。 展开更多
关键词 谐波摩擦传动 谐波电机 锥面齿 行波型超声波电动机
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行波超声波电机的微步精密定位控制研究 被引量：1
17
作者 冯晓英 李宪章 冯浩 《嘉兴学院学报》 2008年第3期21-25,81,共6页
该文对行波超声波电机的运行特性进行了试验研究,指出一般控制方法对行波超声波电机的精密定位可控精度相对较低、转速过快、算法复杂,提出了一种可控精度高、转速低、简单可行的行波超声波电机的控制策略——微步控制方法。通过试验验... 该文对行波超声波电机的运行特性进行了试验研究,指出一般控制方法对行波超声波电机的精密定位可控精度相对较低、转速过快、算法复杂,提出了一种可控精度高、转速低、简单可行的行波超声波电机的控制策略——微步控制方法。通过试验验证该方法可大大提高其精密定位的精度,而且可实现低速、稳定运行,为扩大行波超声波电机的应用范围打下了良好的基础。 展开更多
关键词 行波超声波电机 微步控制 定位控制 高精度
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行波超声波电动机混沌建模与分析 被引量：1
18
作者 李文娟 史敬灼 《微特电机》 北大核心 2012年第2期15-17,25,共4页
作为一个复杂的非线性动力学系统,在一定的参数范围和外部输入条件下,行波超声波电动机系统存在复杂的混沌运动,但至今未见相关研究。在建立行波超声波电动机非线性混沌分析模型基础上,分析行波超声波电动机转速控制系统的Lyapunov指数... 作为一个复杂的非线性动力学系统,在一定的参数范围和外部输入条件下,行波超声波电动机系统存在复杂的混沌运动,但至今未见相关研究。在建立行波超声波电动机非线性混沌分析模型基础上,分析行波超声波电动机转速控制系统的Lyapunov指数谱、分岔图及电压相对于转速的轨迹图等非线性运行特性,为超声波电动机的混沌控制及反控制研究奠定了基础。 展开更多
关键词 行波超声波电动机 混沌 LYAPUNOV指数 速度控制
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超声波电机堵转特性及堵转检测方法研究 被引量：2
19
作者 华亮 吴晓 +1 位作者 张建生 易龙芳 《电气传动》 北大核心 2008年第10期73-77,共5页
对行波超声波电机(TRUSM)堵转特性及堵转检测方法进行了研究。在理论上阐述了TRUSM摩擦磨损机理及堵转的危害,在实验研究基础上得到了TRUSM堵转时的特征信息。提出在TRUSM连续运行时,利用堵转时孤极反馈电压、驱动电流奇异信号,采用小... 对行波超声波电机(TRUSM)堵转特性及堵转检测方法进行了研究。在理论上阐述了TRUSM摩擦磨损机理及堵转的危害,在实验研究基础上得到了TRUSM堵转时的特征信息。提出在TRUSM连续运行时,利用堵转时孤极反馈电压、驱动电流奇异信号,采用小波包分析方法对TRUSM堵转时的奇异信号进行定位并确定持续时间,该方法具有很高的时域分辨率。在TRUSM微步运行时,通过对孤极反馈电压信号的峰值检测,判断TRUSM是否处于堵转状态,该方法具有较强的通用性和实用价值。设计出的基于Lab-VIEW环境下开发的虚拟电机堵转检测系统,大大提高了在线诊断的效率。 展开更多
关键词 行波超声波电机 堵转 小波包 微步控制 峰值电压检测
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两相行波超声波电机的转速和位置伺服控制 被引量：1
20
作者 王海彦 史敬灼 《微电机》 北大核心 2010年第9期62-65,共4页
采用频率、电压幅值双变量复合控制策略,对行波超声波电机进行速度控制,并在此基础上设计并实现了位置伺服控制。系统中所有控制器均为PID控制,并根据需要在转速起动控制中采用PID控制参数自适应调节,以提高系统鲁棒性。实验表明,控制... 采用频率、电压幅值双变量复合控制策略,对行波超声波电机进行速度控制,并在此基础上设计并实现了位置伺服控制。系统中所有控制器均为PID控制,并根据需要在转速起动控制中采用PID控制参数自适应调节,以提高系统鲁棒性。实验表明,控制方法简单、有效。 展开更多
关键词 行波超声波电机 速度控制 伺服控制
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