超声电机驱动控制系统几点探讨

江忠行

（通号万全信号设备有限公司 温岭 317500）

超声电机驱动控制系统几点探讨

江忠行

（通号万全信号设备有限公司 温岭 317500）

超声电机驱动控制系统，是一种新概念的微特电机控制系统。就目前来说，我国对于超声电机驱动及控制技术都展开了研究，并且获得了一些成果。然而，由于我国专注于对超声电机驱动及控制系统的理论研究，而忽视了超声电机驱动及控制系统在实际中的应用研究，这就制约了超声电机驱动控制系统的发展。本文通过对超声电机驱动控制系统的分析，进一步探讨加强超声电机驱动控制系统的作用与益处。

超声电机；驱动及控制系统

我国对于超声电机的研究已经取得了初步的成果，面对不同的环境所需要的不同性能要求，展开具有针对性的研究，研究出能够供应需求的超声电机驱动及控制系统是目前超声电机的重点研究方向。只有结合实际超声电机的使用需求，才能将超声电机真正运用到实际中去，能够在实际应用中取得最大的成效。

1 我国对于超声电机的驱动技术研究

1.1 超声电机驱动技术的重要性

对于超声电机来说，如果没有驱动系统的支持是不能正常运行的，所以，超声电机的驱动技术对其有巨大的意义。只有加强对超声电机的驱动技术的研究和发展，才能进一步保障超声电机的发展。

1.2 超声电机驱动技术的工作原理

超声电机的驱动技术的工作原理主要有两个方面[1]：①超声电机的工作空间是超声频域，只有在驱动器输出的频率范围在20～100kHz时，同时还要求超声电机的驱动器供应足符合要求的正弦交流驱动电压，并且电压的峰值可控范围需要在几十伏电压至上千伏电压之间才能运作。②由于传统电机的压电材料主要具有阻性或感性的特性，而超声电机的压电材料具有容性负载的特性，所以为了提高能量的转换率，促使超声电机可以正常工作，就必须在超声电机和驱动器之间设计一个匹配电路，能够使超声电机正常工作。

1.3 超声电机的驱动电路设计

我国超声电机的驱动电路设计主要有两种方式：①推挽式驱动电路设计；②H桥驱动电路设计。相对于后者来说，前者的设计结构相对简单一些，同时运用范围也比较广泛。但推挽式驱动电路设计也有一些缺陷，比如变压器工作不稳定，电压幅度值不稳定等问题。而相对的，虽然H桥驱动电路设计的结构比较复杂，但是在变压器工作和电压幅度值方面却具有明显的优势。除此之外，H桥驱动电路设计在电路效率方面要明显高于推挽式电路设计，当超声电机的转速不断上升，H桥驱动电路设计的电路效率会随之高过推挽式电路设计。但是由于H桥驱动电路设计较为复杂，所以所用的成本也较高。因此，在实际生活当中，如果使用场合对超声电机性能要求不高，可以采用成本较低的推挽式电路设计，如果对超声电机性能要求高，就考虑采用H桥电路设计。根据不同的情况，采用不同的超声电机，以此来达到最好效果的同时，节约经济成本，形成最大利益化。

2 我国对于超声电机的控制系统研究

2.1 超声电机的非线性控制表现

从超声电机的控制系统来看，它的非线性控制表现主要有三个方面：①根据超声电机驱动的参数，如电压幅值，电压频率等参数情况所存在的差异性进行相应的控制。②在超声电机具有相同且固定的驱动参数的情况之下，超声电机主要是根据电机能量损耗之后导致温度上升，超声电机的压电材料与转子摩擦从而导致超声电机能量转换变化。③超声电机实际的电压与驱动电路可控的变量之间的非线性表现控制。我国只有具有针对性的对超声电机控制系统进行研究，才能更好的实现超声电机的驱动控制系统的运行。

2.2 超声电机的DSP驱动控制系统结构

超声电机的DSP驱动控制系统结构是较为普遍的控制系统结构[2]。DSP驱动控制系统是根据驱动的控制信号对其进行控制，如果有改变的话，只需要对DSP中的相对于的数据进行更改，就可以对超声电机进行控制。

2.3 超声电机的PID驱动控制系统结构

普通的超声电机的PID驱动控制系统就是在确定了合理参数之后，来对超声电机进行控制。PID超声电机驱动控制方式结构相较于DSP驱动控制系统结构较为简单，对于要求较低，需要低成本工作的超声电机应用较多[3]。但是，PID超声电机驱动控制系统具有一定的缺点，就是不能很好的对超声电机的非线性和时变特性做出应对，导致超声电机工作的整体性能不高，并且在工作时间长了之后，控制性能还会明显变差。但如果对于要求不高的使用情况时，运用PID超声电机驱动控制系统还是比较普遍的。所以，对于超声电机的使用，应该结合实际对超声电机的使用需求来确定使用方向。具有针对性的使用会使超声电机的使用效果更佳，在达到需求的情况下减少开支，才是达到最高利益的方法。

2.4 超声电机的自适控制

在超声电机的自适控制中，最常见的一种控制方式是极点配置自校正方式[4]。这种方式一般在计算量不大的情况下使用，主要就是对超声电机进行整体的调整和控制参数的计算。而就我国目前对于超声电机的驱动控制系统来说，最终的目标就是能够通过更简单的方式来降低系统的复杂性，同时还能降低成本的方式。只有我国加快对超声电机驱动控制系统领域的步伐，才能使超声电机更好的为社会服务，促进社会发展进步。

3 结束语

在科学技术越来越发达的今天，我国超声电机的驱动控制系统研究也在不断的进步。面对不同的实际情况，所使用的超声电机也应有不同的特性。这样才能达到技术与成本双赢的目的。这样，超声电机才能更好的为社会所用，解决问题，促进社会更好更快发展。

[1]梁大志，时运来，朱华，赵淳生.超声电机驱动及控制技术的新进展[J].振动·测试与诊断，2012，06：990～993+1039.

[2]吕存璞，叶明，姚志远.基于NiosⅡ的超声电机驱动控制电路[J].电子设计工程，2014，02：88～90+94.

[3]刘富品，樊栋，张小亚.基于超声电机驱动的电位器寿命试验系统控制器设计[J].电子测试，2014，13：8～11.

[4]雷向红，曾劲松，李伟.基于阻抗角特性的超声电机驱动控制研究[J].微电机，2011，03：71～74.

TM359.9

A

1004-7344（2016）17-0188-01

2016-5-22

江忠行（1985-），男，浙江温岭人，大专。