超声波电机是利用压电陶瓷的逆压电效应产生超声振动，并将这种振动通过摩擦耦合来直接驱动转子或滑块的运动，它作为一种直接驱动电机已成为当前机电控制领域的一个研究热点。本文根据超声波电机(USM)驱动控制系统的特点，在继承课题组已有研究成果基础上，利用数字信号处理器(DSP)实现了超声波电机的频率自动跟踪及电感匹配，使超声波电机在谐振频率漂移后通过调节也能够稳定运转。本文作了以下研究工作： 介绍了超声波电机驱动控制及负载匹配技术的研究现状，概述了超声波电机的驱动控制特点和要求；在介绍压电晶体与压电振子等效电路的基础上，阐述了超声波电机的驱动控制原理；由于超声波电机的温升、负载变化及周围环境变化等原因，使电机的谐振频率发生漂移及匹配电感选择不合适，这将影响超声波电机运行的稳定性。本文在原有驱动电源的基础上改进和完善了控制电路，实现了超声波电机的频率自动跟踪和负载匹配。全文围绕频率跟踪和负载匹配电路的设计与实现，主要对采样电路、带通滤波电路、相位检测电路、DSP数字信号发生电路、移相电路及功率逆变电路进行了系统的研究。 根据USM的特点，选取一款专用于电机控制的：DSP芯片TMS320LF2407A，设计了超声波电机的频率跟踪及负载匹配功能部分的流程图及控制算法程序，以CCS为编译环境，进行电机的频率跟踪及负载匹配的控制系统软件编写与调试。搭建了一个基于DSP的USM频率跟踪及负载匹配的驱动控制系统，并对系统功能进行了实验，实验结果表明：采用相位差的频率自动跟踪方法，其跟踪精度为100Hz左右，可以较准确地跟踪超声波电机的谐振频率变化；超声电源能够根据不同电机参数进行电感匹配，采用匹配电路后，与原有的超声电源相比，其效率至少提高40％，电源的利用率也得到提高，同时节约了制作成本。匹配后电机的旋转速度由1.5r/s提高到5r/s，运行速度较快且平稳。