基于拍行波脉冲的超声电机强刚度驱动方法和系统技术方案

本发明专利技术公开了基于拍行波脉冲的超声电机强刚度驱动方法和系统，设定脉冲驱动超声电机的拍行波信号频率差Δf、初始相位差Ψ以及步进运动的周期性时间数据T<subgt;1</subgt;、T<subgt;2</subgt;；在一个脉冲周期0到T<subgt;1</subgt;时刻，驱动系统输出设定的拍行波信号，超声电机以拍行波模式运动；驱动系统在T<subgt;1</subgt;时刻进行断电，超声电机进行低速断电运动至停止运动；在停止运动到T<subgt;2</subgt;时刻，超声电机保持静止状态；在T<subgt;2</subgt;时刻即下一个脉冲周期的0时刻，超声电机再次受到拍行波信号的驱动，以此实现超声电机基于拍行波的脉冲驱动，不仅方法简单高效，还可实现超声电机强刚度、超低速、低噪声、高分辨率的步进；同时还配备了基于FPGA的超声电机拍行波驱动系统，可调节拍行波信号及脉冲驱动的各项参数。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及超声电机步进运动控制，具体涉及基于拍行波脉冲的超声电机强刚度驱动方法和系统。

技术介绍

1、空间激光通信是一种利用激光束作为载波进行空间直接信息传输的高新技术，主要载体名为终端。其具有抗干扰能力强、安全性高、通信速率高、传输速度快等显著优势。空间激光通信系统的粗跟踪过程需要将计算得到的扫描轨迹和位置跟踪轨迹发送给驱动单元驱动粗跟踪控制系统，这就对驱动单元的控制精度，速度稳定度，响应时间等性能方面提出了较高的要求。超声电机作为一种新型作动器，依靠压电陶瓷逆压电效应来激发定子振动，然后借助定转子间摩擦力带动转子运转，从而实现电能到机械能的转化。凭着其独特机理，步进超声电机相较于传统电磁步进电机具有许多优势，如响应快，低转速高扭矩，无电磁干扰，断电自锁等等，因此它在航空、航天、医疗等多个领域中具有广泛的应用前景。然而在空间激光通信、精密控制平台系统等高精度要求的系统中进行超声电机脉冲驱动时，对驱动控制系统的精确度以及整个系统的稳定性都提出了很高的要求，这就给超声电机的脉冲驱动控制带来了不小的挑战。

2、现有超声电机脉冲驱动实现的步进运动本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.基于拍行波脉冲的超声电机强刚度驱动方法，其特征在于：具体包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的基于拍行波脉冲的超声电机强刚度驱动方法，其特征在于：驱动超声电机步进运动的是拍行波信号，拍行波为两相频率不一致、初始相位为0-360°任意值且幅值一致的波形，同时具备拍波和行波的特征。

3.根据权利要求2所述的基于拍行波脉冲的超声电机强刚度驱动方法，其特征在于：拍行波信号的频率差Δf需控制在超声电机正常驱动频率的0～15％范围内，即0<Δf<f驱×15％；拍行波的初始相位差可为0到360°任意值。

4.根据权利要求3所述的基于拍行波脉冲的超声...

【技术特征摘要】

1.基于拍行波脉冲的超声电机强刚度驱动方法，其特征在于：具体包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的基于拍行波脉冲的超声电机强刚度驱动方法，其特征在于：驱动超声电机步进运动的是拍行波信号，拍行波为两相频率不一致、初始相位为0-360°任意值且幅值一致的波形，同时具备拍波和行波的特征。

3.根据权利要求2所述的基于拍行波脉冲的超声电机强刚度驱动方法，其特征在于：拍行波信号的频率差δf需控制在超声电机正常驱动频率的0～15％范围内，即0<δf<f驱×15％；拍行波的初始相位差可为0到360°任意值。

4.根据权利要求3所述的基于拍行波脉冲的超声电机强刚度驱动方法，其特征在于：设置的时间数据t1与t2为超声电机脉冲驱动一个周期内的时间节点；预设时刻t1为拍行波信号驱动截止即关断电源的时刻，预设时刻t2为该周期结束的时刻也为下个周期的0时刻；t1与t2需要根据步进运动需求设定。

5.根据权利要求4所述的基于拍行波脉冲的超声电机强刚度驱动方法，其特征在于：0到t1时刻，超声电机在两相频率差为δf、初始相位差为且幅值一致的正弦信号驱动下运动，处于拍行波运动阶段，运动情况为先正向加速后正向减速；t1到超声电机停止运动，超声电机处于断电运动阶段，运动情况为正向减速至静止；超声电机停止运动到t2时刻，超声电机处于静止阶段，保持静止状态。...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨淋，温佳泉，唐思宇，
申请(专利权)人：南京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：