行波型超声波电机系统的模型辨识

2012年03月21日11:02:33 本网站我要评论(2)字号：T | T | T

谭永红，邱福梅，肖新宙
上海师范大学机电工程学院，上海

桂林电子科技大学智能系统与工业控制研究室，广西桂林

山东电建三公司华电淄博项目部，山东淄博

摘　　　要：针对超声波电机复杂的非线性特征，很难建立面向控制的精确数学模型的问题，根据一类超声波电机行波型超声波电机的输入－输出曲线的实验分析结果，从库仑摩擦模型出发，利用辨识的方法得到电机的线性参数模型。为了描述输入死区附近的非线性摩擦力的影响，利用ＬｕＧｒｅ摩擦模型来进一步综合，从而建立了超声波电机的整体动态模型。其中，将二次插值方法引入Ｐ．Ｌｉｓｃｈｉｎｓｋｙ算法中，确定ＬｕＧｒｅ模型的参数，简化了其参数辨识步骤。结果表明所提出的方法是有效的，所建立的模型能够较为准确地反映超声波电机的动态特性，为进一步对超声波电机基于模型的控制方案的设计提供了基础。

关　键　词：超声波电机；非线性反馈系统；摩擦；ＬｕＧｒｅ模型；参数辨识；

１　引　言
超声波电机是国外２０世纪８０年代发展起来的一种直接驱动的新型微特电机，与传统的电磁式电机不同，超声电机是利用压电陶瓷的逆压电效应使定子产生柔性波动，在定子表面质点的振动摩擦作用下将振动能耦合成转子的力矩输出［１］。超声电机突破了传统电机的概念，不依靠电磁作用来产生能量，因此其具有动作响应速度快、低转速大力矩输出、不受电磁场干扰、断电自锁等优点。因此，在工业控制系统、汽车专用电器、精密仪器仪表、办公自动化设备、智能机器人等领域有广阔的应用前景，为当前机电控制领域的一个研究热点。另一方面，在现代控制器的设计过程中，被控系统的仿真已成为不可缺少的重要一环。这对系统的分析和研究，控制器的设计与参数调试，以至实际控制性能的好坏都起到关键性的作用。并且在设计阶段也离不开仿真系统实验的调试与证实。因此，建立一个能够较为准确地反映超声波电机的动态的数学模型对于超声波电机的控制显得尤为重要。

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