[發明專利]行波超聲電機優化振動模態的協調控制方法

有效

• 申請號: 202010855623.2
• 申請日: 2020-08-21
• 公開（公告）號: CN112019086B
• 公開（公告）日: 2021-07-06
• 發明（設計）人: 荊鍇;林夏萍;劉暢;李安吉;董硯
• 申請（專利權）人: 河北工業大學
• 主分類號: H02N2/12
• 分類號: H02N2/12;H02N2/14;H02N2/16;H02P23/12;H02P23/14
• 代理公司: 天津翰林知識產權代理事務所(普通合伙) 12210
• 代理人: 付長杰;張國榮

1.一種行波超聲電機優化振動模態的協調控制方法，其特征在于，該方法的具體步驟是：

第一步，設置H橋驅動電路的初始驅動電壓和初始相位差；

第二步，采集當前振動周期內的行波超聲電機的輸出電壓和輸出電流，獲取當前振動周期內行波超聲電機的兩相定子振動模態；

第三步，按照公式(3)和公式(4)計算當前振動周期的行波超聲電機的兩相定子振動模態的幅值差ΔG(i)與相位差

ΔG(i)＝G_A(i)-G_B(i) (3)

式中，N為當前振動周期內獲取的行波超聲電機兩相定子轉動模態的序列數；G_A(i)、idx_A(i)分別為當前振動周期內行波超聲電機A相定子振動模態的振幅及對應的時間位置；G_B(i)、idx_B(i)分別為當前振動周期內行波超聲電機B相定子振動模態的振幅及對應的時間位置；

第四步，以行波超聲電機的兩相定子振動模態呈等幅正交為控制目標，根據第三步得到的當前振動周期的行波超聲電機的兩相定子振動模態的幅值差ΔG(i)以及當前振動周期內兩個H橋驅動電路的占空比，按照公式(5)計算下一個振動周期兩個H橋驅動電路的驅動電壓d_A(i+1)、d_B(i+1)；

其中，d_A(i)、d_B(i)分別為當前振動周期的兩個H橋驅動電路的占空比；k_p1、k_i1分別為控制占空比的PI迭代學習控制器的比例系數和積分系數；以時間dt為積分變量；

第五步，計算下一個振動周期兩個H橋驅動電路的驅動電壓相位；

根據第三步得到的當前振動周期的行波超聲電機的兩相定子振動模態的相位差以行波超聲電機A相定子為參考，并根據公式(6)計算下一個振動周期的用于控制行波超聲電機B相的H橋驅動電路的驅動電壓相位

其中，“±”表示行波超聲電機正反轉的相位關系；k_p2、k_i2分別為控制相位的PI迭代學習控制器的比例系數和積分系數，以時間dt為積分變量；

第六步，將第四步得到的下一個振動周期的兩個H橋驅動電路的驅動電壓d_A(i+1)、d_B(i+1)以及第五步得到的下一個振動周期的控制行波超聲電機B相的H橋驅動電路的驅動電壓相位作為各自H橋驅動電路的輸入，驅動行波超聲電機轉動，并重復執行第二步至第六步操作直到完成控制任務。

2.根據權利要求1所述的行波超聲電機優化振動模態的協調控制方法，其特征在于，驅動行波超聲電機A、B兩相的H橋驅動電路的初始占空比均為31.7％；兩個H橋驅動電路的初始相位差為π/2，其中A相為0，且滯后B相。