二自由度超声波电机惯性驱动研究

中国机械工程

二自由度超声波电机惯性驱动研究

王剑;白洋;郭吉丰

浙江大学电气工程学院，杭州，310027

出版日期:2018-06-10 发布日期:2018-06-08
基金资助:
国家自然科学基金资助项目（51475411，51107111）；
浙江省自然科学基金资助项目（LY15E070002）；
"机械工程"浙江省重中之重学科和浙江省船港机械装备技术研究重点实验室开放基金资助项目
National Natural Science Foundation of China （No. 51475411，51107111）
Zhejiang Provincial Natural Science Foundation of China （No. LY15E070002）

Research on Inertial Drives of Two-degree-of-freedom Ultrasonic Motors

WANG Jian;BAI Yang;GUO Jifeng

College of Electrical Engineering， Zhejiang University，Hangzhou，310027

Online:2018-06-10 Published:2018-06-08
Supported by:
National Natural Science Foundation of China （No. 51475411，51107111）
Zhejiang Provincial Natural Science Foundation of China （No. LY15E070002）

摘要/Abstract

摘要： 设计了采用单相电源驱动旋转和直线两种运动的新型单定子二自由度超声波电机，提出了一种近谐振点平稳惯性冲击的电机驱动方法。基于电机构造机理和驱动原理，建立了电机惯性驱动模型，定量分析了方波信号参数对电机性能的影响。算例分析表明，电机在近谐振点采用非对称方波激励，定子端面可输出符合惯性驱动要求的锯齿波。给出了最佳的方波驱动频率与占空比。该驱动方法简洁高效，完全消除了相位差对多自由度电机性能的影响。

关键词: 二自由度, 超声波电机, 驱动模型, 非对称方波, 平稳惯性冲击方法

Abstract: A novel two-degree-of-freedom ultrasonic motor with a single stator was designed， which required a single-phase power to drive rotary and linear motions.A SIDM was proposed which was close to the resonant frequencies.The inertial drive models of the motor was established based on motor construction mechanism and driving principles.The influences of square wave signal parameters on motor performances were analyzed quantitatively.The simulation examples show that the stator surfaces may output suitable sawtooth waves using the asymmetric square wave excitations near the resonant frequencies.The optimum drive frequencies and duty cycles of the square waves are also given.The simple and efficient drive method may eliminate the influences of the phase differences on multiple degree-of-freedom motor performances totally.

Key words: two-degree-of-freedom, ultrasonic motor, drive model, asymmetric square wave, smooth impact drive method （SIDM）

中图分类号:

TM356

王剑;白洋;郭吉丰. 二自由度超声波电机惯性驱动研究[J]. 中国机械工程.

WANG Jian;BAI Yang;GUO Jifeng. Research on Inertial Drives of Two-degree-of-freedom Ultrasonic Motors[J]. China Mechanical Engineering.

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