超声波电机是一种直驱微特电机,具有低速大转矩、无电磁干扰、动作响应快等优点。但由于它是利用定转子之间的局部面接触,通过摩擦实现驱动,使得它的输出转矩较小,这给超声波电机在大力矩、大功率场合的应用带来了限制。本文研究一种新型共轴并联型行波超声波电机,利用多定子并联的方式提高电机的输出转矩。研究的主要内容如下:首先设计了超声波电机的并联结构,制备并装配了一台共轴并联型行波超声波电机的实验样机。在分析单个超声波电机定转子接触面情况的基础上,建立了多定子并联电机的定转子接触面模型,通过仿真实验获得了共轴并联型行波超声波电机的转矩转速特性。选定推挽式逆变电路作为电机的驱动电路,分析了推挽型行波超声波电机驱动电路拓扑结构与工作时序。设计、制作变压器,选定驱动电源、开关器件及其驱动芯片,搭建了共轴并联型行波超声波电机的驱动平台。利用系统辨识法建立了共轴并联型行波超声波电机的二阶传递函数模型,将PID控制理论应用于电机的转速控制中,针对PID控制的不足,提出了一种安排过渡过程的优化方法。仿真和实验表明,在PID控制器中安排过渡过程,可以减少系统超调,改善电机启动特性。