项目信息
 

超声波电机效率最优控制方法研究

项目名称:超声波电机效率最优控制方法研究

河南科技大学史敬灼

简介:  

  超声波电机依靠压电材料的逆压电效应实现机电能量转换,工作机理与运行特性不同于传统的电磁电机。因其具有无电磁作用、形状自由度大、抗恶劣环境等优点,在精密及普通运动控制领域都已有成功应用,航天、军工及工业化应用前景广阔。本项目以提高超声波电机及运行效率并 保证其运动控制精度为研究目标,进行超声波电机伺服控制策略的研究与应用工作,研究内容包括电机系统 效率优化控制策略、系统非线性建模、运动控制策略三个方面。提出了在调节驱动电压频率实现电机转速控制的同时,调节驱动电压幅值来实现超声波电机系统运行效率在线实时优化的方法。提出了定步长、多项式变步长和基于模糊推理的变步长效率优化控制策略;与单纯转速闭环控制相比,系统运行效率显著提高。设计了超声波电机极点配置转速控制器,提出了基于模型增益的控制器参数自校正算法,实现了具有较高性能的行波超声波电机转速闭环控制。提出了超声波电机的非线性自适应转速控制策略,通过引入模型中非线性部分的逆以抵消非线性部分的作用,使广义超声波电机模型呈现出线性系统的特征,并提出直接多步预测自校正控制策略用于该线性系统的有效控制。实际应用表明,效果良好。

 

应用前景:

  超声波电机在航天、军工及工业化应用前景广阔,本项目所开发的装置具有控制灵活、响应快速平稳、体积小、重量轻、转矩大等特点,系统运转良好、故障率低,产品在装备制造等领域广泛应用,具有显著的经济和社会效益。

  

合作方式: 技术转让