旋转行波超声电机预压力的特性

叙述了超声电机稳态转速和堵转力矩在不同预压力下的仿真和实验研究,超声电机输出特性与预压力的关系可由超声电机的解析模型推导出来,稳态转速和堵转特性的仿真研究是利用迭代算法和ＭＡＴＬＡＢ语言来完成,最后利用光电测速仪和砝码完成相同的实验研究,研究结果表明：堵转力矩与预压力成正比,而稳态转速在特定的压力下有最大值。     

新型行波超声电机设计

提出了一种柱面驱动的新型超声电机,这种新型结构增大定转子之间的接触面积,不同于以往圆板或圆环行波超声电机的定转子间在以波峰为中心的球形区域接触,而是采用以圆柱母线为中心的矩形区域接触,从而提高了电机的转矩.运用ANSYS9.0对定子的振型进行模态及瞬态分析,并运用振动理论推导了电机的运动学方程,通过实验测试了该电机的性能.     

柱面驱动新型行波超声电机的研究

为增加定转子接触面积,使接触应力分布均匀,从而减少接触区磨损,提高电机的机械性能,利用壳体的非轴对称振动模式,成功地研制出一种柱面驱动新型行波超声电机．在设计的电机结构中,给出了压电陶瓷的极化、分布和驱动方式,运用有限元分析软件ANSYS9．0对定子进行了模态和谐响应分析,并运用振动理论推导了定子齿上的椭圆运动轨迹方程．实验表明,该电机在驱动电压有效值为150V、驱动频率为16．1kHz时,堵转转矩为1．8N·m,最大空载转速为64r／min,说明电机的连续运转性能良好,能够保证定转子之间的良好接触,使电机平稳转动,从而提高了电机的机械输出性能．     

超声旋转行波马达研究

采用解析法求解了环形行波超声马达定子振动的幅频特性，并在此基础上，依据马达转子的动力学方程，建立了定子与转子间的接触数学模型，从理论和实验两个方面分析了输入激励电源频率及电压大小变化对马达输出机械特性的影响，结果表明，超声马达的输出特性与激励电源的参数密切相关，在谐振频率附近，马达的阻转力矩和输出转速都有较大增加，增加驱动电压，阻转力矩和输出转速将单调增大。     

柱面行波超声电机机构及理论研究

本文提出了柱面驱动行波超声电机,利用压电陶瓷的逆压电效应激励出圆柱壳体沿圆周方向的非轴对称振动模式,壳体沿轴向振动是同步的,避免了定子上各驱动质点与转子间接触的不均匀性。给出了该电机定子上压电陶瓷的极化、分布及驱动方式,设计了电机的固定及施加预紧方式。采用有限元分析软件ANSYS9.0对压电陶瓷和壳体构成的定子结构进行了模态及瞬态分析,确定电机定子各尺寸参数。测试电机机械输出特性指标为：最大空载转速：64r/min,最大转矩：1.8N.m。     

环形行波超声电机非工作模态的影响及检测

为了研究非工作模态振型对环形行波超声波电机运行性能的影响,在参考理想环形行波超声波电机接触模型的基础上,将相邻高阶模态振型与工作模态振型相结合,构建新的接触模型,并采用解析法推导非工作模态影响下的环形行波超声波电机的输出特性.结果表明:电源频率距离工作模态频率越远,非工作模态振型占比越高;相同预压力和负载情况下,非工作模态振型占比越高,转矩转速波动越厉害;轻载时预压力越大,转速转矩波动越大,重载时情况与轻载时相反.由理论和试验分析可知,非工作模态振型对电机输出的影响较大且比较复杂,研究成果有助于为环形行波超声波电机的控制方案设计提供有价值的参考.     

行波型超声电机的稳定性分析

在行波型超声波电机数学模型的基础上,研究了其稳定性。首先利用李雅普诺夫稳定性判据对超声电机驱动区间和制动区间的3种情况进行了分析,在研究数学模型基础上完成了超声电机的模型仿真、讨论和仿真验证;其次,在超声电机稳定性的分析基础之上,通过对驱动制动区间关系曲线和转速转矩关系曲线的分析得出了速度、转矩和预压力3者之间的关系,并做了超声电机运行稳定性的仿真讨论。研究表明：超声电机在满足李雅普诺夫平衡条件时,驱动区间的最大极限值是定子与接触层的边界接触点,即x1=x0。对速度、转矩和预压力3者之间关系展开分析,为超     

行波超声电机动态控制模型的研究

对行波超声电机的控制模型进行了研究，并建立了等效动态振动模型。通过仿真分析其激励电学参量对定子振动的影响。利用日本新生株式会社USR60行波超声电机的实验数据对仿真模型进行比较和实用性验证，从而为有效的高性能超声电机控制提供必要的模型参考根据。     

新型锥面驱动超声电机的实验研究

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.     

行波超声波电机的动力学模型仿真

在Kirchoff薄板理论的基础上,推导了行波型超声波电机定子的振型方程,并根据该振型利用Hamilton能量变分原理,建立行波型超声波电机整体的机电耦合动力学模型.为了分析电机输出特性,模型中考虑了定转子间摩擦界面上的相互作用力.在该模型基础上,以定子直径100mm行波型超声波电机为例,分析其输出性能,分析了在施加100~700N轴向预压力情况下,电机运行特性及输出特性.最后测试了实际电机,结果表明,所给出的动力学模型仿真结果与测试结果吻合.     

行波型超声波电机定转子接触模型的研究

采用刚性定子和柔性转子的面接触模型,将摩擦层等效为分布的线性弹簧,建立了考虑摩擦材料剪切变形这种更符合实际情况的接触模型．探讨了电机参数对其性能的影响,通过与其他学者的研究成果相对照。验证了模型的有效性。     

行波型超声波电机定子环的运动研究

基于功能转换及守恒原理和行波型超声波电机的结构,分析和推导出行波型超声波电机定子环的振动方程、定子环的波动速度、定子环对转子环的推动力、定子环的合成转矩及损耗等,建立了行波型超声波电机定子环的等效电路,如再对转子环进行分析与研究,则为解决行波型超声波电机的数学模型提供了理论依据.图2,参10.     

基于ARM和DDS的行波型超声波电机驱动技术

根据行波型超声波电机的驱动特点和要求,利用最新的技术和器件,设计了一种采用2片直接频率合成(direct digital frequency synthesis,简称DDS)芯片AD9854、高性能精简指令处理器(advanced RISC machine,简称ARM)开发板S3C2410和专用功率放大芯片PA85相结合的高性能驱动系统,该系统的最大优点是实现了输出信号的频率、相位和幅度可调.实验结果表明,该系统具有精度高、灵活性和可靠性好的数字信号处理优势.     

基于复合神经网络的感应电机直接转矩控制

提出了一种基于复合神经网络的直接转矩控制器算法,分别对该神经网络控制器各组成部分的结构进行了设计.网络采用固定值和离线训练2种策略获取网络参数,训练样本数少,训练时间短.采用复合网络结构使得直接转矩控制器的数字实现变得容易,充分利用网络的并行处理特性,使得计算时间缩短,响应速度变快.在Matlab/Simulink中结合神经网络工具箱建立了其仿真模型,仿真结果证明了设计的控制器具有可行性、有效性.     

纵弯模式转换型超声马达的性能研究

设计并制造了一种纵弯模式转换型超声马达．对其转动机理、影响其效率的诸因素及其性能进行了分析和测试．实验表明，该马达具有频漂小、转速稳定、转换效率高等特性．     

异步电动机直接转矩控制系统的MATLAB仿真

利用直接转矩控制( DTC )理论,研究异步电动机直接转矩控制调速系统的基本组成和工作原理,建立了异步电动机直接转矩控制系统的仿真模型.利用 MATLAB/Simulink 软件对异步电动机直接转矩控制系统进行建模和仿真.结果表明:DTC 系统具有动态响应速度快、精度高、易于实现的优点.仿真结果验证了该模型的正确性和该控制系统的有效性.