基于BP網絡的超聲波電機模型辨識.pdf

1、超聲波電機(Ultrasonic Motors縮寫為USM)是一種利用壓電陶瓷的逆壓電效應工作的新概念、新原理電機。與傳統(tǒng)的電磁型電機截然不同,其驅動力矩并非由電磁感應產生,它利用壓電陶瓷的逆壓電效應使定子產生超聲波振動,通過定子和轉子間的摩擦力來驅動轉子。由于USM特殊的工作原理,它具有很多傳統(tǒng)電磁電機無法比擬的優(yōu)越性能,如結構緊湊、低速大轉矩、響應速度快、不受磁場影響、斷電自鎖、可直接驅動負載等。正是由于超聲波電機具有許多的優(yōu)點和廣

2、闊的應用前景,使其迅速成為當前世界范圍內的一門新興前沿課題。
　　USM具有這些無法比擬的優(yōu)點,使其在很多無法使用電磁電機的場合發(fā)揮重要的作用。但是因其特有的工作機制,USM內部存在不同種類的復雜的高度非線性特性和時變特性,正是這些原因使得對其進行建模的工作變得非常困難;尤其是建立能夠同時描述其靜態(tài)、動態(tài)特性的模型更為困難。因為模型的不精確,依賴模型的控制方案就很難達到理想的控制性能要求。這給超聲波電機的應用普及帶來了困擾。

3、>　　本文首先介紹了超聲波電機的現狀、工作原理及非線性產生的原因;依據實驗測得的旋轉行波超聲波電機調壓調速過程的數據分析了其調速電壓-轉速之間的靜態(tài)、動態(tài)特性。通過分析不同激勵下該電機的行為驗證了超聲波電機內部的非線性特性,包括調速范圍內的死區(qū)和遲滯特性。
　　摩擦損耗和溫度影響使得USM產生死區(qū)特性、慢速時變特性,壓電陶瓷的逆壓電效應帶來遲滯特性。針對USM的這些特性的特點,本文提出了一種改進的BP神經網絡建模方法,建立了超聲波