硕士论文-基于超声波电机的二自由度机械臂驱动控制系统的研究

东南大学硕士学位论文基于超声波电机的二自由度机械臂驱动控制系统的研究姓名：翟晓军申请学位级别：硕士专业：电力电子与电力传动指导教师：胡敏强;金龙20050301基于超声波电机的二自由度机械臂驱动控制系统的研究作者：翟晓军学位授予单位：东南大学参考文献(61条)1.石斌环形行波型超声马达的研究[学位论文]博士20012.莫岳平行波型超声波电机振动分析与实验研究[学位论文]博士20033.王心坚基于DSP的超声波电机控制技术的研究[学位论文]硕士20044.顾菊萍圆柱定子超声波电机及快速定位控制的研究20035.ToshiikuSashida.TakashiKenjoAnIntroductiontoUltrasonicMotors19936.Anewconceptinmotors:ultrasonicwaveoscillationdriveenergy19887.VSnitka.VMizariene.DZukauskasTheStatusofUltrasonicMotorsintheFormerSovietUnion1996(2-5)8.田年生振动片型和表面波型超声波电机1985(01)9.伊势悠纪彦超音波モ—タ1987(03)10.于寒冰不断发展的超声波电动机1995(05)11.NesbittWHagood.AndrewJMcfarlandModelingofapiezoelectricrotaryultrasonicmotor1995(02)12.JMaas.TSchulteHighperformancespeedcontrolforultrasonicmotors13.MAoyagi.YTomikawaNewcontrolmethodofcontactforcebetweenrotorandstatoronrod-typeultrasonicmotor199814.JWKrome.JWallaschekNoveldisktypeultrasonictravelingwavemotorforhightorque199715.KTani.MSuzuki.KFuruta.T.Sakuhara,T.AtakaDevelopmentofanewtypepiezoelectricmicromotor199816.SToyama.SSugitani.ZhangGuoqiang.Y.Miyatani,K.NakamuraMultidegreeoffreedomsphericalultrasonicmotor199517.oritaMKurosawa.THiguchiAmicroultrasonicmotorfabricatedbyhydrothermalmethod199818.TGKing.WXuPiezomotorsusingflexurehingeddisplacementamplifiers199519.WXu.TGKingMechanicalamplifierdesignforpiezo-actuatorapplications199520.FManceau.FBastien.RDuffaitUltrasonicmicromotorsstatorevaluation199421.PHagedorn.PWallaschekTravellingwaveultrasonicmotors,partⅠ:workingprincipleandmathematicalmodelingofthestator199222.WKonradTravellingwaveultrasonicmotors,partⅡ:anumericalmethodfortheflexuralvibrationofthestator199323.志刚.程光明.吴博达压电超声行波电机的运动形成理论研究1996(01)24.程昱.雷伏容.徐文立.钟宜生超声电动机控制技术的现状和展望[期刊论文]-微电机2001(6)25.史焕单镜头反光照相机的最新技术(五)一佳能EOS系列照相机AF超声波电机1994(05)26.赵淳生.李朝东日本超声电机的产业化、应用和发展1999(01)27.RRajkumar.TNogaiANewMethodofImprovingtheTorqueofaTravellingWaveUltrasonicMotor199928.金龙.胡敏强.顾菊平.莫岳平.徐志科.王心坚一种新型圆柱定子3自由度球形压电超声电机[期刊论文]-东南大学学报(自然科学版)2002(4)29.SSchenker.YBar-Cohen.DKBrown.R.A.Lindemann,M.S.GarrettAcompositemanipulatorutilizingrotarypiezoelectricmotors:newrobotictechnologiesforMarsin-situplanetaryscience199730.石斌环形行波型超声马达的研究[学位论文]博士200131.王心坚基于DSP的超声波电机控制技术的研究[学位论文]硕士200432.栾桂冬.张金铎.王仁乾压电换能器和换能器阵199033.ManabuAoyagi.YoshiroTomikawa.TakehiroTakanoSimplifiedequivalendcircuitofanultrasonicmotoranditsapplications1996(1-5)34.程昱.雷伏容.徐文立.钟宜生超声电动机控制技术的现状和展望[期刊论文]-微电机2001(6)35.丁道宏电力电子技术199236.NEGhoutiHybridmodelingofatravelingwavepiezoelectricmotor200037.ManabuAoyagi.YoshiroTomikawa.TakehiroTakanoSimplifiedequivalendcircuitofanultrasonicmotoranditsapplications1996(1-5)38.栾桂冬.张金铎.王仁乾压电换能器和换能器阵199039.ManabuAoyagi.YoshiroTomikawa.TakehiroTakanoSimplifiedequivalendcircuitofanultrasonicmotoranditsapplications1996(1-5)40.孙迪生.王炎机器人控制技术199741.顾菊萍圆柱定子超声波电机及快速定位控制的研究200342.大熊繁机器人控制200243.胡大可MSP430系列FLASH型超低功耗16位单片机200244.魏晓龙MSP430系列单片机接口技术与系统设计实例200345.UsingPWMTimer_BasaDAC,ApplictionReportSLAA116200046.张占松.蔡宣三开关电源的原理与设计200247.王晓明电动机的单片机控制200348.杨玉岗现代电力电子的磁技术200349.石斌环形行波型超声马达的研究[学位论文]博士200150.魏晓龙MSP430系列单片机接口技术与系统设计实例200351.孙迪生.王炎机器人控制技术199752.王钦VisualBasic6.0入门与提高200453.苗秀敏.朱金均计算机控制系统及应用199554.王晓明电动机的单片机控制200355.翟晓军.胡敏强.曹胜华.金龙.施一峰基于单片机的超声波电机驱动控制系统[期刊论文]-微电机2004(6)56.金龙旋转型压电行波超声波马达的研究199757.曹胜华.徐进亮.金龙.胡敏强环形行波式超声波电机控制器的设计[会议论文]200358.陈永校.郭吉丰超声波电动机199459.赵良炳现代电力电子技术基础200260.AntoineFerreira.PatriceMinottiHigh-performanceload-adaptivespeedcontrolforultrasionicmotors1998(06)61.沈文AVR单片机C语言开发入门指导2003相似文献(6条)1.学位论文陈慧基于超声波电机的二自由度机械臂驱动控制系统的研究2006超声波电机是上个世纪八十年代逐步发展起来的新型微电机。与传统的电磁马达相比，它具有低速大转矩、无电磁干扰、动作相应快、运行无噪声、无输入自锁等卓越特性，在非连续运动领域、精密控制领域要比传统的电磁电机性能优越得多，是电磁电机的有力补充。目前，旋转型超声波电机，尤其是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系统中作为直接驱动执行器得到广泛的关注。本论文主要研究了基于超声波电机的二自由度机械臂定位和速度控制系统，核心芯片采用MSP430F147单片机，这种单片机性价比比较高，功能比较完善，有利于超声波电机的产业化；按照系统需求进行了软件设计，给出了实验结果，并针对实验中出现的非线性问题给出了一种简单可行的解决方法。系统运行稳定，实验结果较为理想，为超声波电机的产业化提供了一定的经验。本文的主要内容如下：系统总结了超声波电机的发展、特点、分类，通过与传统电磁电机的对比给出了超声波电机的广阔的应用前景，指明了研究超声波电机的重要意义。在此基础上明确了本文的研究内容。总结了环形行波型超声波电机的结构特点、运行机理，给出了超声波电机等效电路，并在此基础上总结了环形行波型超声波电机调频、调相、调幅等控制方法以及推挽、半桥和全桥驱动逆变电路的优缺点。设计了基于超声波电机的二自由度机械臂的驱动控制系统电路。首先，提出了本次设计的设计思想及目的；其次，介绍了本设计的控制器硬件具体技术以及调速原理。根据系统控制要求，详细介绍了该控制系统的软件构成和具体实现方法，包括上位机软件、下位机软件以及通讯部分。详细阐述了在本控制系统中的调速、定位原理，最后结合实验结果进行了分析。同时，针对调速过程中的非线性问题提出了简单易行的解决方法。对全文内容进行总结，根据在研究行波超声波电机速度、位置控制中出现的问题，提出一些建议。2.期刊论文华亮.李宪章.吴晓.HUALiang.LIXian-zhang.WUXiao基于行波超声波电机直接驱动的机械臂精密定位系统研制-电机与控制应用2007,34(11)研制了基于行波超声波电机与步进电机驱动的机器人多自由度机械臂精密定位控制系统.采用行波超声波微步控制技术实现了机械臂低速下的高精度定位控制,并在理论与试验研究基础上提出了一种实用的行波超声波电机精密定位控制方法.此外,还进行了定位误差分析及控制系统设计.所给的方法简单易行,在超声波电机精密定位中具有普遍的应用意义和广泛的应用价值.该方法成功运用于机器人机械臂控制中,不需要使用高精度角位移传感器就可使机械臂达到很高的定位精度.3.会议论文陈慧.翟晓军.徐志科.金龙超声波电机驱动的二自由度机械臂定位控制系统2005机器人的关节通常要实现多自由度的运动功能.超声波电机具有的无噪声、低速大转矩、无输入自锁、定位精度高、响应快等优良性能,在机器人关节的运动控制中有着传统电磁电机无法比拟的优势.本文利用超声波电机,设计了一种二自由度机械臂驱动定位系统.并且通过实验对控制性能加以验证.4.学位论文顾菊平圆柱定子超声波电机及快速定位控制系统2003针对超声波电机及其驱动控制技术的研究现状和发展趋势，本文对我国研究技术相对比较成熟并有产业化前景的环形行波型超声波电机的驱动控制技术、能尽快工业自动化生产的圆柱定子超声波电机及其驱动控制技术、有望在机械臂柔性控制领域应用的多自由度超声波电机及其驱动控制技术、超声波电机的专用测试设备的二次开发和装置进行了较为全面的研究。本文开展的研究内容和取得的成果：1.系统介绍了超声波电机的发展历史、特点、分类、应用以及研究超声波电机及其驱动控制技术的重要意义，结合国内外超声波电机技术的发展趋势，我国超声波电机及其驱动控制技术研究面临的主要问题，明确本文的研究内容。2.介绍了超声波电机的理论基础、工作原理、驱动控制原理，导出了压电陶瓷的四类压电方