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超声电机多参数驱动器设计
被引量：
1
1
作者
焦西凯
陈宁
+2 位作者
陈凌宇
郑杰基
范大鹏
《振动．测试与诊断》
EI
CSCD
北大核心
2021年第5期897-903,1032,共8页
超声电机的性能与幅值、频率、相位差3个输入参数以及输出信号波形精度等因素密切相关。目前的商用驱动器多采用线性放大或推挽电路,既缺乏三参数调控的灵活性,且体积较大,笔者提出了一种基于现场可编程门阵列(field programmable gate ...
超声电机的性能与幅值、频率、相位差3个输入参数以及输出信号波形精度等因素密切相关。目前的商用驱动器多采用线性放大或推挽电路,既缺乏三参数调控的灵活性,且体积较大,笔者提出了一种基于现场可编程门阵列(field programmable gate array,简称FPGA)和ARM微处理器,可实现多参数在线调整的小型化驱动器方案,主要聚焦多参数驱动和总线式控制。首先,从控制信号生成和驱动架构设计提出了总体方案,驱动架构选择H桥驱动方式;其次,介绍了功率电路及传感检测电路的设计过程,通过输出波形失真度比较了推挽及H桥驱动的波形质量,经测试H桥方案的电机端输出波形失真度较小(5.25%);最后,应用所设计的多参数驱动器对超声电机进行基本的性能测试,涵盖变参数转速测试、输出力矩测试以及微步进响应测试等内容。结果表明:所设计的超声电机驱动器不仅实现小型化(85 mm×54 mm×23 mm),而且能够兼顾参数在线快速调整和多传感量检测,有利于电机性能的快速分析及检验,应用该驱动器的测试结果与电机性能参数基本一致,验证了驱动器方案的有效性,为超声电机的多参数耦合控制奠定硬件基础。
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关键词
超声电机
波形失真度
微步进
多参数驱动
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职称材料
超声电机多参量高精度测控系统的研制
被引量：
3
2
作者
陈宁
郑杰基
+3 位作者
焦西凯
范世珣
陈虎城
范大鹏
《光学精密工程》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2020年第4期759-770,共12页
为了克服传统超声电机测控系统参数调控不灵活、特性测试分析不全面、控制算法效率低等问题,本文介绍了一种能对超声电机主要机电参数进行测量和控制的实验系统。依据超声电机参数特点与输入输出特性提出了测控系统总体方案。针对变预...
为了克服传统超声电机测控系统参数调控不灵活、特性测试分析不全面、控制算法效率低等问题,本文介绍了一种能对超声电机主要机电参数进行测量和控制的实验系统。依据超声电机参数特点与输入输出特性提出了测控系统总体方案。针对变预压力特性与温度特性难以快速获取的问题,设计了以电动缸为出力源的预压力施加装置和以薄膜热电阻为敏感源的界面温度采集装置;针对高频激励信号难以灵活产生和实时采集的困难,设计了多参数可调的驱动与采集电路;针对电机特性测控低效、过程不够规范的问题,形成了标准化测控流程,尤其是提出了能够精细化分析瞬态特性的同步采集和控制流程。测试结果表明,本系统覆盖了超声电机主要的8项控制参数与13项状态参数,能够实现控制参数的在线精确调控与状态参数的快速测量,测试效率较传统的超声电机测控系统提高了30%,为超声电机的动力学建模、特性评估及运动控制算法研究提供了较为完善的测控手段。
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关键词
超声电机
测控系统
多参量
标准化流程
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职称材料
超声电机的预压力特性分析与优化
被引量：
3
3
作者
郑杰基
陈宁
+2 位作者
焦西凯
刘军
范大鹏
《光学精密工程》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2020年第4期782-789,共8页
预压力是保证超声电机定转子摩擦驱动的关键因素,开展预压力特性分析及优化方法研究对于提升电机性能及使用寿命具有重要意义。本文通过仿真分析了预压力对接触角及驱动区占比的影响,实验测试了预压力变化时的速度波动规律,并绘制了在...
预压力是保证超声电机定转子摩擦驱动的关键因素,开展预压力特性分析及优化方法研究对于提升电机性能及使用寿命具有重要意义。本文通过仿真分析了预压力对接触角及驱动区占比的影响,实验测试了预压力变化时的速度波动规律,并绘制了在不同预压力和转矩下的速度与效率曲面;借助编码器与薄膜温度传感器获取了不同预压力条件下电机工作200 s的速度与定子界面温度的变化过程。综合上述分析结果,提出了一种面对不同应用场合的预压力优化准则,确定了预压力的理想工作区间。实验结果表明,伴随着预压力的增长,接触区与驱动区同步扩展,同时驱动区占比逐步减小,在一定程度上能减小速度波动,电机最大效率点逐渐向大转矩方向移动,且机械效率在某个预压力下存在最高值,而界面温升则呈现先增大、后减小再增大的趋势。根据所提出的优化准则确定出TRUM60A型超声电机预压力较为理想的工作区间为260~320 N,在该预压力范围内,超声电机既能较好地满足低速稳定、温升小的要求,又能使制动力矩和机械效率达到理想范围。
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关键词
超声电机
预压力
特性分析
优化准则
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职称材料
题名
超声电机多参数驱动器设计
被引量：
1
1
作者
焦西凯
陈宁
陈凌宇
郑杰基
范大鹏
机构
国防科技大学智能科学学院
出处
《振动．测试与诊断》
EI
CSCD
北大核心
2021年第5期897-903,1032,共8页
基金
国家重点基础研究发展计划(“九七三”计划)资助项目(2015CB057503)。
文摘
超声电机的性能与幅值、频率、相位差3个输入参数以及输出信号波形精度等因素密切相关。目前的商用驱动器多采用线性放大或推挽电路,既缺乏三参数调控的灵活性,且体积较大,笔者提出了一种基于现场可编程门阵列(field programmable gate array,简称FPGA)和ARM微处理器,可实现多参数在线调整的小型化驱动器方案,主要聚焦多参数驱动和总线式控制。首先,从控制信号生成和驱动架构设计提出了总体方案,驱动架构选择H桥驱动方式;其次,介绍了功率电路及传感检测电路的设计过程,通过输出波形失真度比较了推挽及H桥驱动的波形质量,经测试H桥方案的电机端输出波形失真度较小(5.25%);最后,应用所设计的多参数驱动器对超声电机进行基本的性能测试,涵盖变参数转速测试、输出力矩测试以及微步进响应测试等内容。结果表明:所设计的超声电机驱动器不仅实现小型化(85 mm×54 mm×23 mm),而且能够兼顾参数在线快速调整和多传感量检测,有利于电机性能的快速分析及检验,应用该驱动器的测试结果与电机性能参数基本一致,验证了驱动器方案的有效性,为超声电机的多参数耦合控制奠定硬件基础。
关键词
超声电机
波形失真度
微步进
多参数驱动
Keywords
ultrasonic motor
waveform distortion
micro-stepping
multi-parameter drive
分类号
TH7 [机械工程—精密仪器及机械]
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职称材料
题名
超声电机多参量高精度测控系统的研制
被引量：
3
2
作者
陈宁
郑杰基
焦西凯
范世珣
陈虎城
范大鹏
机构
国防科技大学智能科学学院
南京航空航天大学航空学院
出处
《光学精密工程》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2020年第4期759-770,共12页
基金
国家973基础研究发展规划资助课题(No.2015CB057503)。
文摘
为了克服传统超声电机测控系统参数调控不灵活、特性测试分析不全面、控制算法效率低等问题,本文介绍了一种能对超声电机主要机电参数进行测量和控制的实验系统。依据超声电机参数特点与输入输出特性提出了测控系统总体方案。针对变预压力特性与温度特性难以快速获取的问题,设计了以电动缸为出力源的预压力施加装置和以薄膜热电阻为敏感源的界面温度采集装置;针对高频激励信号难以灵活产生和实时采集的困难,设计了多参数可调的驱动与采集电路;针对电机特性测控低效、过程不够规范的问题,形成了标准化测控流程,尤其是提出了能够精细化分析瞬态特性的同步采集和控制流程。测试结果表明,本系统覆盖了超声电机主要的8项控制参数与13项状态参数,能够实现控制参数的在线精确调控与状态参数的快速测量,测试效率较传统的超声电机测控系统提高了30%,为超声电机的动力学建模、特性评估及运动控制算法研究提供了较为完善的测控手段。
关键词
超声电机
测控系统
多参量
标准化流程
Keywords
ultrasonic motor
measurement system
multivariable
standardized flowchart
分类号
TM93 [电气工程—电力电子与电力传动]
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职称材料
题名
超声电机的预压力特性分析与优化
被引量：
3
3
作者
郑杰基
陈宁
焦西凯
刘军
范大鹏
机构
国防科技大学智能科学学院
南京航空航天大学航空学院
出处
《光学精密工程》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2020年第4期782-789,共8页
基金
国家973基础研究发展规划资助课题(No.2015CB057503)。
文摘
预压力是保证超声电机定转子摩擦驱动的关键因素,开展预压力特性分析及优化方法研究对于提升电机性能及使用寿命具有重要意义。本文通过仿真分析了预压力对接触角及驱动区占比的影响,实验测试了预压力变化时的速度波动规律,并绘制了在不同预压力和转矩下的速度与效率曲面;借助编码器与薄膜温度传感器获取了不同预压力条件下电机工作200 s的速度与定子界面温度的变化过程。综合上述分析结果,提出了一种面对不同应用场合的预压力优化准则,确定了预压力的理想工作区间。实验结果表明,伴随着预压力的增长,接触区与驱动区同步扩展,同时驱动区占比逐步减小,在一定程度上能减小速度波动,电机最大效率点逐渐向大转矩方向移动,且机械效率在某个预压力下存在最高值,而界面温升则呈现先增大、后减小再增大的趋势。根据所提出的优化准则确定出TRUM60A型超声电机预压力较为理想的工作区间为260~320 N,在该预压力范围内,超声电机既能较好地满足低速稳定、温升小的要求,又能使制动力矩和机械效率达到理想范围。
关键词
超声电机
预压力
特性分析
优化准则
Keywords
ultrasonic motor
preload force
characteristic analysis
optimization criterion
分类号
TN384 [电子电信—物理电子学]
TM301.3 [电气工程—电机]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
超声电机多参数驱动器设计
焦西凯
陈宁
陈凌宇
郑杰基
范大鹏
《振动．测试与诊断》
EI
CSCD
北大核心
2021
1
在线阅读
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职称材料
2
超声电机多参量高精度测控系统的研制
陈宁
郑杰基
焦西凯
范世珣
陈虎城
范大鹏
《光学精密工程》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2020
3
在线阅读
下载PDF
职称材料
3
超声电机的预压力特性分析与优化
郑杰基
陈宁
焦西凯
刘军
范大鹏
《光学精密工程》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2020
3
在线阅读
下载PDF
职称材料
已选择
0
条
导出题录
引用分析
参考文献
引证文献
统计分析
检索结果
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