基于辨识模型的行波超声波电机多步预测自校正转速控制研究

《基于辨识模型的行波超声波电机多步预测自校正转速控制研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、隶劫女蝗工程硕士学位论文万方数据基于辨识模型的行波超声波电机多步预测自校正转速控制研究万方数据Multi-—stepPredictiveSelf-tuningSpeedControlofUltrasonicMotorBasedonIdentificationModelsAThesisSubmiRedtoSoutheastUniversityFortheAcademicDegreeofMasterofEngineeringBYHuangZuRongSupervisedbyProf．HuMinQiangSenio

2、rEngineerCaoShenghuaSchoolofElectricalEngineeringSoutheastUniversityJune2014II万方数据东南大学学位论文独创性声明本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得东南大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均己在论文中作了明确的说明并表示了谢意。研究生签名：

3、丛j里睦日期：丛f望．。』。皇#东南大学学位论文使用授权声明东南大学、中国科学技术信息研究所、国家图书馆有权保留本人所送交学位论文的复印件和电子文档，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。本人电子文档的内容和纸质论文的内容相一致。除在保密期内的保密论文外，允许论文被查阅和借阅，可以公布(包括刊登)论文的全部或部分内容。论文的公布(包括刊登)授权东南大学研究生院办理。研究生签名：j塾避导师签名：万方数据摘要超声波电机是一种利用压电陶瓷材料的逆压电效应将超声频率的交变电能转换成振动机械能，并通过摩擦驱动将压电

4、陶瓷的机械振动能转换为运动机械能输出的直驱式电机。超声波电机转速控制一直是超声波电机研究的重点课题。根据超声波电机的驱动要求文中介绍了驱动电机所需PWM信号的产生原理，分析推挽式逆变电路和全桥式逆变电路原理和特点，并且进行全桥式逆变驱动器硬件电路的设计和软件编程。将全桥式逆变器与实验室原有的推挽式驱动器做实验对比研究，并将其应用于多步预测自校正算法转速控制的实验研究。为了将多步预测自校正算法引入行波超声波电机转速控制中，首先设计超声波电机的Hammerstein模型。该模型是基于非参数辨识法所建立的动态阶跃传

5、递函数模型和通过频率。转速控制拟合得到的非线性稳态转速模型，而传递函数模型经过差分变换后即可应用在多步预测自校正算法预测模型一受控自回归积分滑动平均模型(CAPaMA)de。针对超声波电机的Hammerstein模型，介绍了多步预测自校正算法的基本原理，递推求解方法，以及算法应用步骤。运用MATLAB软件对已建立的超声波电机Hammerstein模型进行多步预测自校正控制仿真研究，仿真主要研究了控制算法的速度阶跃响应、抗干扰和转速跟踪效果。建立基于DSP28335的超声波电机控制器和全桥式逆变器的控制平台，首

6、先进行了多步预测自校正算法控制下柔化系数和加权常数取值的实验研究，其次进行了电机空载和带载的启动研究、抗扭矩扰动测试和转速跟踪效果的研究。针对超声波电机长期运转过程中的参数时变性，对多步预测自校正算法和PID算法的控制进行了对比分析，结果表明由于多步预测自校正算法能够在线辨识参数，其速度跟踪性能优越，鲁棒性较好。关键词：超声波龟机，多步预测自校正，逆变电路，Hammerstein模型万方数据ABSTRACTABSTRACTUltrasonicmotoriSthenewdirect-drivemotorwhic

7、htransformsalternatingelectricalenergyofultrasonicfrequencyintovibrationmechanicalenergybytheinversepiezoelectriceffectofpiezoelectriccerafflic，andtransformsthevibrationmechanicalenergyintomovementmechanicalenergybyfrictiondrive．Ultrasonicmotorcontrolhasbee

8、nthefocusoftheultrasonicmotorresearchtopic．Accordingtotherequirementstodrivetheultrasonicmotor,thepaperintroducestheprincipleofthePWMsignedgenerationthatneededtodrivethemotor．Atthesanletime，itanalyzest