The invention discloses a step-by-step control system and method of self-tuning ultrasonic motor, which applies a single-phase driving voltage of a certain frequency to the motor and drives the rotor to rotate through the radial vibration of piezoelectric ceramics; judges whether the elastic blade is stuck in the positioning slot or not according to the fluctuation of the sampling current, and indicates that the elastic blade is stuck in the positioning slot if the sampling current fluctuates. Driving voltage drop to zero to ensure the motor to complete stepping motion; according to the needs of the motor to stop running for a certain period of time; apply driving voltage, the elastic blades from the positioning slot continue to rotate, the motor can continue to run steadily to the next positioning slot. The control system of the invention uses sampling resistance as feedback element to form a closed loop, which enables the self-tuning stepping ultrasonic motor to achieve stable stepping operation; compared with open-loop control, the closed-loop feedback control is accurate and flexible, and the time interval in stepping operation can be changed by the upper computer.
【技术实现步骤摘要】
自校正式超声波电机步进控制系统及方法
本专利技术属于超声波电机的控制
,尤其涉及一种自校正式超声波电机步进控制系统及方法。
技术介绍
超声波电机作为新型电机,具有低速大转矩、动作响应快、断电自锁、无噪声、无电磁干扰等优点,广泛应用于航空航天、精密仪器仪表、机器人关节驱动等领域。超声波电机结构设计灵活、设计形式多样,可以根据不同的工作模态和驱动原理,设计出不同形式与功能的超声波电机。目前,超声波电机的步进控制需要接入位置传感器形成闭环进行位置信息反馈,缺点在于在多步运行的时候将不可避免造成累积误差,并且复杂的反馈与控制装置限定了设备小型化的发展。自校正式步进超声波电机不需要复杂的反馈系统即可实现无累积误差的步进运行,合理的控制方法能使电机运行稳定,输出大力矩,获得能达到电磁电机水平的输出性能与可靠性。
技术实现思路
专利技术目的:针对以上问题,本专利技术提出一种自校正式超声波电机步进控制系统及方法,通过反馈电流形成闭环回路,实现超声波电机无累积误差步进运行。技术方案:为实现本专利技术的目的,本专利技术所采用的技术方案是:一种自校正式超声波电机步进控制系统,包括上位机、通讯模块、控制模块、驱动模块、自校正式超声波电机和反馈模块;上位机用于发出指令,并通过通讯模块发送至控制模块;控制模块接收指令后,通过驱动模块调节施加在电机上的电压;向电机施加驱动电压,电机转动,电机电流由反馈模块采集并反馈至控制模块;电机弹性叶片卡入定位槽,电机停止转动,电流产生波动,反馈至控制模块,将施加在电机上电压降为零;间隔上位机设定的定位时长后,控制模块重新向电机施加驱动电压,弹性叶 ...
【技术保护点】
1.一种自校正式超声波电机步进控制系统,其特征在于,包括上位机、通讯模块、控制模块、驱动模块、自校正式超声波电机和反馈模块;上位机用于发出指令,并通过通讯模块发送至控制模块;控制模块接收指令后,通过驱动模块调节施加在电机上的电压;向电机施加驱动电压,电机转动,电机电流由反馈模块采集并反馈至控制模块;电机弹性叶片卡入定位槽,电机停止转动,电流产生波动,反馈至控制模块,将施加在电机上电压降为零;间隔上位机设定的定位时长后,控制模块重新向电机施加驱动电压,弹性叶片冲出定位槽,电机开始稳定运转至下一个定位槽。
【技术特征摘要】
1.一种自校正式超声波电机步进控制系统,其特征在于,包括上位机、通讯模块、控制模块、驱动模块、自校正式超声波电机和反馈模块;上位机用于发出指令,并通过通讯模块发送至控制模块;控制模块接收指令后,通过驱动模块调节施加在电机上的电压;向电机施加驱动电压,电机转动,电机电流由反馈模块采集并反馈至控制模块;电机弹性叶片卡入定位槽,电机停止转动,电流产生波动,反馈至控制模块,将施加在电机上电压降为零;间隔上位机设定的定位时长后,控制模块重新向电机施加驱动电压,弹性叶片冲出定位槽,电机开始稳定运转至下一个定位槽。2.根据权利要求1所述的自校正式超声波电机步进控制系统,其特征在于,所述自校正式超声波电机为径向振动的驻波型超声波电机;电机定子包括压电陶瓷环、金属环与弹性叶片,金属环在压电陶瓷环外侧,弹性叶片均匀焊接在金属环外;电机转子为圆筒形,内部沿圆周方向开有若干定位槽,定位槽宽度、深度及形状相同。3.根据权利要求1所述的自校正式超声波电机步进控制系统,其特征在于,所述控制模块为DSP控制器,使用模块包括SCI模块、PWM模块与模数转换模块;SCI模块为串口通信接口模块,用以接收上位机信号;PWM模块通过调节PWM波占空比来调节施加在电机上的电压;模数转换模块接收来自反馈模块的...
【专利技术属性】
技术研发人员:徐志科,冷静雯,金龙,刘艺,董晓霄,
申请(专利权)人:东南大学,
类型:发明
国别省市:江苏,32
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