基于TMS320F28335的超声波电机控制器的研究

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超声波电机是一种利用压电陶瓷逆压电效应激发超声振动作为驱动力,通过定转子间的摩擦力来驱动转子运动的电动机。和传统的电磁电机相比,它具有低速大转矩、体积小、无电磁干扰、动作响应快、断电自锁等优点,适合应用在非连续运动领域和精密控制领域。环形行波型超声波电机在工业、办公、过程自动化等领域的伺服控制系统中作为直接驱动执行器得到了广泛的关注。 本文研究了环形行波型超声波电机及其驱动控制原理,在本课题组已有控制电路和驱动电路的基础上,以浮点型数字信号控制器TMS320F28335为核心,设计了新型超声波电机驱动控制器。浮点型数字信号控制器的应用,不但提高了控制器的运算能力,而且极大地缩短了控制器代码的开发周期。控制器接口资源丰富,为数据交换提供了多种方案。本文重点开发了控制器上的以太网接口,编写基于以太网接口的上位机通信软件,使用VB和MATLAB混合编程技术实现自动数据采集、显示和存储功能。测试超声波电机专用的推挽逆变驱动电路的工作特性,根据测试结果提出调节PWM占空比实现调压调速的具体方法。在本课题组原有的多调节量控制技术的基础上,将应用在全桥驱动电路上的多调节量控制方法适当简化,结合推挽逆变电路的工作特性开发出适合本文控制器的多调节量控制方法。在本文的最后,使用基于PID算法的多调节量控制方法实现了恒转速控制、速度跟踪控制和位置跟踪控制,并给出试验结果。
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