超声电机是一种全新概念的微特电机,其工作原理利用压电陶瓷逆压电效应,与传统电磁电机相比,具有低速大转矩、响应速度快、无电磁干扰、断电自锁等优点。在精密仪器、医疗器械、机械手臂、航空航天、新型武器等领域有广泛的应用前景。超声电机的研究主要包括电机模型和电机控制器的研究。目前研制出的电机控制器虽然品种繁多,但仍存在诸多缺点。例如,调速方法过于简单,只能实现调频调速,不能进一步实现电机的频率、电压、相位三变量相结合的控制方法;同时控制电路只能实现开环控制,不能实现自适应调节,这些直接影响电机工作的稳定性。为了能充分发挥超声电机的优良性能,研发高性能的控制器显得尤为关键。本文主要从以下几个方面对超声电机的控制器进行了研究、探索。(1)主要介绍了超声电机的发展历史,简述了压电陶瓷的逆压电效应及超声电机的调速方法,指出了目前超声电机控制器的不足和缺点,引出了本课题的设计方案。(2)通过对超声电机及控制器的研究,提出了一种新的超声电机控制器设计方案,该方案首先克服开环控制的不稳定性,同时实现了LLCC匹配控制,使超声电机工作在最佳状态。该设计方案是利用STC12C5A60S2单片机作为主控制芯片,结合直流-直流升压电路、直流-交流逆变电路、LLCC匹配电路,以及VSM025A反馈电路,形成一个闭环控制系统,提高系统的稳定性。(3)探讨了控制器的损耗分布并对其进行了优化设计,同时分析了容性和感性负载对推挽电路的影响。(4)简述了系统软件设计。包括电机的启停,正反转控制,调压控制等流程。(5)通过对控制器的实验,获得驱动超声电机的控制信号波形及相关实验数据,从试验结果可知,该控制器设计方案合理,基本达到了设计目标。最后对整个课题的研究进行总结与展望。