一、驱动行波谐振电机的模糊神经网络控制系统（论文文献综述）
冷静雯[1]（2019）在《环形行波型超声波电机低速伺服控制研究》文中研究指明超声波电机作为一种新型的直接驱动微电机,相比传统的电磁电机,具有响应快、断电自锁、结构简单等优点,同时由于特殊的工作原理,不需要特定的减速机构便可在低速状态下工作,且不会产生磁场、不受外界磁场与辐射源的干扰,非常适用于航空航天等精密低速控制领域。本文针对在低速状态下的60mm环形行波型超声波电机控制进行了研究,研究主要内容如下:在对环形行波型超声波电机的运行机理分析的基础上,分析并比较了三种调速方法并确定本文所用方法为调频调速法。在控制研究中,合理的数学模型是控制器设计的基础。考虑到超声波电机解析模型的复杂性与不直接可控性,本文利用非参数模型辨识法建立超声波电机的近似线性数学模型。选择二阶传递函数用以表征频率进行阶跃变化时的电机速度特性,利用近似法得到参数值。在电机工作频率范围内取实测点,获得各工作点的传递函数参数值,使用最小二乘法拟合得到以频率为变化量的电机数学模型。精确的控制模型是进行准确低速控制的关键。在分析得出的数学模型的基础上,本文采用线性滑模面和指数趋近律来设计超声波电机低速双输入滑模控制器,利用调频调速法获得预定的速度控制目标。所设计的滑模控制器控制利用上一个状态的驱动频率与前后状态的频率差为状态量来进行超声波电机低转速滑模控制系统的平衡控制,令控制系统的状态变量渐进收敛到零。建立以DSP为核心控制器的硬件控制平台,利用实验平台对电机进行控制,初步达到转速1.5r/min,波动为2%的低速控制目标。
梁可[2]（2019）在《灵巧机械手指驱动用超声波电机驱动控制研究与设计》文中研究指明灵巧机械手在航空航天、核能开发、医疗器械等尖端领域有着广阔的需求和应用前景。近几十年的研究,灵巧机械手驱动大多采用的是电磁电机驱动控制,但电磁电机的结构特征和运行特性限制了灵巧机械手的发展,因此研究新的驱动方式是有必要的。超声波电机（Ultrasonic motors,简称USM）是一种基于压电陶瓷的逆压电效应的直接驱动电机。与传统的电磁电机相比,它具有低速大转矩、体积小、无电磁干扰、响应速度快、运行时无噪声、断电自锁等特性,非常适合体积、结构严重受限的灵巧机械手指关节的驱动器。本论文的研究课题为灵巧机械手指用超声波电机驱动控制的研究与设计,包括:灵巧机械手指用超声波电机的驱动控制器设计、超声波电机建立阶跃响应转速模型,基于LADRC的超声波电机转速控制系统,实现灵巧机械手指的柔性控制,并对以上控制效果通过实验进行验证。论文的研究目标为:1.对于灵巧机械手指用超声波电机,确定超声波电机参数,建立超声波电机阶跃响应转速模型以及上调频阶跃响应转速模型。2.设计超声波电机驱动控制电路,其中包括基于F28335型DSP的控制系统,基于推挽式逆变放大电路的驱动电路,基于电流反馈的保护电路,采样调理电路,对超声波电机的驱动电路和电机之间的匹配电路进行了计算和设计。对各个部分的电路进行了器件选型以及参数计算。3.根据建立的超声波电机阶跃响应转速模型以及上调频阶跃响应转速模型,对于超声波电机的建模误差、模型参数摄动以及外界干扰等,本文结合自抗扰控制技术（ADRC）进行超声波电机线性自抗扰（LADRC）转速控制系统设计,并进行参数计算和仿真。仿真结果表示,对于超声波电机建模误差、模型参数摄动以及外界干扰,LESO都能够观测到,并通过PD控制器实现补偿,电机能够在极短的时间内达到稳定转速状态。4.采用适用于本课题超声波电机转速位置串级控制策略,侧重于电机的位置控制,其定位过程采用串并复合分级降速的方式实现灵巧手指驱动的超声波电机的柔性控制。为了设计串并复合分级降速方式,进行了断电自锁误差检测,确定了分级降速的门阀值,设计了柔性控制过程:结合超声波电机断电自锁的特点,根据相对于目标位置的位移量,采用不同的启动速度和分级调速方式,实现超声波电机柔性控制。5.搭建了灵巧机械手指驱动用超声波电机驱动控制平台,验证了基于LADRC的超声波电机转速控制方法的有效性,对于本文采用的三个级别的转速,电机在20ms内都能实现对目标转速的完全跟踪。然后对灵巧机械手指柔性控制定位控制进行了实验,实验结果显示,电机定位误差小,达到灵巧机械手指定位精度要求。
王志超[3]（2019）在《基于纵振模态的T形直线超声电机的研究》文中认为随着科技的发展,各行各业对精密领域提出了更高的要求,直线超声电机便在这种呼声中应运而生。直线超声电机以压电陶瓷为基础,是一种综合应用材料学、机械设计学、电学、自动控制学等学科于一身的高新技术产品。本文结合相关学科,分别对T形电机的相关理论及其机械结构、驱动系统和控制方法进行了研究,主要研究内容如下:（1）完成了相关理论分析。本文以压电方程为基础,分析了压电陶瓷两个电学量（外加电场、电位移）和两个力学量（应力、应变）之间的关系,确定了所使用的逆压电效应方程。同时,研究了压电陶瓷的振动模式,将沿厚度方向振动的压电陶瓷片层叠起来,应用于直线超声电机的定子中。研究完压电陶瓷的性能和使用方式之后,需要对电机的机械结构进行设计。（2）设计了直线超声电机的机械结构。首先对国内外现有直线超声电机的机械结构进行比较分析,确定了本文研究对象的T形结构,并通过理论分析验证了设计的可行性。然后,通过SolidWorks建立了该机械结构的三维模型,并导入到ANSYS Workbench进行相关仿真分析。仿真分析主要进行了模态分析,确定工作模态,并对电机结构的尺寸进行优化,确保两阶工作模态间频率差值尽量小;谐响应分析,进一步验证谐振响应是发生在工作模态频率下;瞬时动力学分析,验证电机定子驱动足处的运动轨迹是否满足理论要求的椭圆形状。（3）研究了直线超声电机的驱动系统。由于直线超声电机对外呈现的是容性特性,所以首先采用了串联电感匹配电路消除这种电容干扰。然后通过对国内外超声电机驱动系统的现状进行研究,确定本文采用DDS技术产生驱动信号。并通过放大和滤波等调理电路对信号进行处理,从而使信号能够满足驱动压电陶瓷片的要求。最后为了保证能对驱动信号的参数进行实时的调整,本文采用上下位机的形式保证人机交互。上位机设计了客户端软件,实现对驱动信号的实时显示和调整,下位机是以STM32单片机为核心的驱动信号产生、调理电路。（4）确定了直线超声电机的控制方法。首先对国内外直线超声电机控制方法进行研究,确定适合本文的控制方法。根据直线超声电机的工作原理,分别进行了输出稳定性控制和输出速度控制。在速度控制方面,通过Matlab仿真分析对比了PID控制和模糊PID控制的效果,确定了模糊PID对直线超声电机速度的控制要更优异。（5）搭建了实验平台,对驱动系统和样机进行了测试。
董兆鹏[4]（2018）在《双谐振环形行波超声电机设计及优化》文中研究说明环形行波超声电机是目前市面上应用最广,发展最成熟,最具代表性的一类超声电机,其外形结构和输出方式均与传统电磁电机较为相似,且得益于自身独特的性能优势如:低速大扭矩、高能量密度、结构紧凑、控制优良、断电自锁、无电磁干扰等,而饱受科研爱好者们的关注。经典环形行波超声电机仅设计有一个定子和一个转子,依靠定子下表面黏贴的压电陶瓷的逆压电效应激励定子质点做高频振动,并在预紧力和摩擦力的作用使转子转动。然而,面对日益增大的应用要求,环形行波超声电机性能不足已成为制约电机发展的主要障碍。基于增加动力源的多重定转子组合电机的出现为提升电机性能提供了很好的思路,但多重定转子组合电机在结构复杂、装配调试困难、多重动力性能一致性难以保证等诸多方面的问题导致其应用受限。因此,探寻灵巧、方便易调的动力源增加方式来提升电机性能是急需解决的重要问题。本文借鉴了目前提高超声电机性能方面的众多研究成果,以一款双谐振环形行波超声电机设计及优化为内容,展开了对新电机结构设计、模型分析、参数优化等技术的研究。主要工作内容大致包括以下几个方面:1.研究了经典环形行波超声电机的相关理论,利用解析法从振子振动特性和定转子接触特性两大方面分析了影响超声电机性能的关键因素,为后续电机设计和性能优化指明方向。详细介绍了定子振动模型、常用的摩擦接触模型尤其是Hertzian接触模型在超声电机性能分析中的使用,为后续电机模型建立提供了分析方法。2.介绍了双谐振超声电机设计理念,分析了双谐振超声电机的整体结构设计方案及双振子结构,研究了双行波形成原理,并运用质点运动合成理论和Hertzian接触模型对电机进行建模。在机理特点及数学模型分析的基础上,分析了双谐振电机的性能优势及电机性能决定因素,指出后续电机性能优化方向。3.基于组合算法的定子结构参数优化。利用灵敏度分析、有限元方法、自适应遗传算法对定子振动特性参数,如振幅、模态频率、转速系数等进行优化。灵敏度分析、有限元方法的使用解决了多参数、非线性等优化难题,相关联目标组合适应度函数的使用解决了多目标优化难题。4.基于多目标算法的转子结构参数优化。在优化后的定子结构基础上,寻找最优的转子结构来与定子形成组合以获取最佳的电机性能。文中以定子结构参数及振动特性为已知量,采用BP神经网络拟合转子参数与电机输出性能的网络模型,后在拟合网络的基础上利用多目标优化算法NSGA-Ⅱ对目标量进行寻优搜索,而根据Pareto最优解集获取了最优的结构参数方案。5.搭建了双谐振环形行波电机驱动平台并制作了实验样机,对结构设计、理论建模、性能分析、参数优化等仿真分析结果进行综合性的实验研究。实验结果表明:双谐振电机双驱动时电机获得的最大转速为单驱动定子时的1.59倍,最大扭矩为单驱动定子时的1.28倍,最大功率为单驱动定子时的1.62倍,同时,在“和”运动时,同一输出扭矩下,双驱动时电机性能可达到约90%以上的单驱动定子与单驱动转子电机性能之和,“差”运动时,也有较明显的差速效果。
朱宜家[5]（2018）在《超声波电机舵机控制技术研究》文中指出舵机是制导武器导航控制执行机构,其性能的优劣会影响武器制导精度。在飞行控制过程中,舵机控制频率快,位置响应需要满足响应快、超调量小、精度高的需要。这要求舵机伺服电机具有实时调速功能,能进行频繁的启动、制动。电动舵机普遍采用电磁式伺服电机,因为工作原理制约,这类电机无法克服其固缺陷:启动慢、制动更慢;高频控制内部电流波动大;需通过减速器匹配转速。对比之下,超声波电机很好的克服了以上问题,电机定子通过逆压电效应将电能转化机械能,使具有启动响应快、断电自锁、低速力矩大等优点,适合作为电动舵机伺服电机。超声波电机的运行机理复杂,使电机动态特性表现出高非线性和时变性,所以对该电机的驱动及控制技术的研究一直是这一领域的热点。本文从实现舵机位置精确控制角度出发,研究行波超声波电机舵机系统控制技术。根据薄板振动理论分析电机定子行波产生条件,通过简化定、转子接触面条件,建立用于仿真分析的电机简化接触模型,进行模型计算机仿真,分析了电机对电压幅值、驱动频率的响应特性。通过SIMULIK电学工具箱搭建H桥驱动电路,由等效电路代替电机模型,分析驱动电路响应特性,将其简化为一阶时滞惯性系统,用于舵机控制系统仿真。由动态递归神经网络建立电机模型,应用伪随机序列激励电机获取辨识数据,通过泛化评价因子选择差分进化优化的模型拓扑结构和权值,经过仿真校验,最优网络模型辨识精度达0.0747,预测精度达0.0782。建立动态递归神经网络自适应转速控制器,通过SIMULIK建立舵机速度控制系统模型。仿真结果表明舵机转速控制器速度响应时间小于0.02s,稳定时间小于0.08s,无静差,无超调,系统鲁棒性较好。建立外环PID位置控制器,仿真实验表明,舵机位置控制响应时间小于0.05s,稳定时间小于0.2s,无超调无静差。
徐文潭[6]（2018）在《超声波电机的驱动控制策略与实验研究》文中研究表明超声波电机是一种新型的驱动设备,运行过程中将电能通过压电陶瓷的逆压电作用转换为定子的振动机械能,再由定转子间摩擦作用将定子的机械振动转化为转子的宏观运动,实现电能到机械能的转换。相比较于传统电磁电机,超声波电机具有形状多样、低速大扭矩、响应速度快、抗电磁干扰、断电自锁等优点,成为近年来国内外在微型电机方面的研究热点。本文通过理论和实验相结合的方式研究了超声波电机的驱动与控制策略。根据超声波电机的运行特点,设计了一款频率可控的驱动电路,满足单电机和双电机驱动要求,并且结合PID控制、模糊算法和BP神经网络算法,利用数字信息处理器（DSP）运算能力强的特点,实现了使环形超声波电机稳定运行的驱动控制系统。本文主要工作包括:一、阐述了本课题研究的背景和意义,分析了超声波电机的国内外发展现状,简述与超声波电机研究相关的基础理论知识,给出超声波电机驱动控制技术的要求。二、超声波电机的特殊运行机理,导致电机的谐振频率在运行过程中会发生漂移,使得电机转速呈现非线性变化。基于这一特殊运行机理,以行波型超声波电机为研究对象,设计了一款基于DSP2407A的PWM波逆变升压的超声波电机驱动电路,完成了驱动电路的PWM信号发生、分频、移相、自举、逆变升压、匹配等各个功能模块与硬件接口电路;在软件开发环境CCS3.3中编写了PWM信号产生与控制算法程序,完成了驱动电路的软件编写、调试与仿真分析。最终研制成功了一款频率可控的超声波电机驱动电路,满足电机驱动与转速控制的设计要求。三、对行波型超声波电机的数学模型进行了参数辨识与测定,基于该模型,对超声波电机的转速控制策略进行了理论分析,设计了经典PID、模糊PID和BP神经网络PID控制算法和控制流程。通过仿真分析,验证所提算法的可行性和实用行,实现对超声波电机转速的稳定控制,矫正电机非线性特性。四、搭建超声波电机驱动控制系统实验平台,设计辅助软件与电机固定装置,对驱动电路和控制算法进行了详细的实验测试,并与仿真结果进行比较。实验结果表明:本系统运行稳定、响应速度较快,能够较好的实现超声波电机的驱动及转速控制。本文创新之处在于:一、针对超声波电机强非线性特点,设计了集驱动和控制功能一体化的超声波电机DSP驱动控制系统,创新地实现了对多个超声波电机并联驱动的功能;二、设计并仿真分析了基于模糊PID和神经网络PID的超声波电机控制策略,研制了超声波电机控制系统平台,实验验证了所提控制策略的可行性和有效性。研究成果为超声波电机的驱动控制提供了比较完备的解决方案。
李轩[7]（2017）在《基于超声波电机的线路巡检机器人伺服控制系统的研究》文中研究表明随着我国电力建设的快速发展,全社会对电力设施可靠性、安全性提出的要求越来越高。如何保证电力系统更加稳定的工作,是我国未来电力巡检技术重要的研究方向之一。线路巡检机器人作为继人为巡检、直升机巡检后的第三大巡检方式,越来越受到我国电力建设各方的重视,对线路巡检机器人的要求也随着电力建设的不断发展而更加严苛。但由于我国线路巡检机器人的研究起步较晚,技术还不够成熟,使得在使用机器人对电力线路进行巡检时,会出现辟如:巡检时间过短、抗电磁干扰能力不强等诸多问题。为了从一定程度上解决这些问题,本文创新性的将超声波电机引入线路巡检机器人中。超声波电机依靠其低速大转矩、机构简单、重量轻、不受电磁干扰、断电自锁的优良特性,给巡检机器人驱动结构的设计带来更大可能性。本文首先对线路巡检机器人的研制、超声波电机的本体研究和驱动控制的相关发展历史做了简要介绍。接着再对超声波电机的运行特性及控制原理进行了简要分析。然后,对于本文所要设计研制的基于超声波电机的线路巡检机器人的控制电路、驱动电路、控制算法以及通信技术做了重点介绍和分析。在控制电路方面,本文设计了地面控制部分向线路巡检机器人发送包括机器人的前进、后退,障碍的清除等相关控制指令等相关工作,完成了控制电路板的设计制作。在驱动电路方面,本文进行了关于机器人本体中相关电机的驱动,重点是超声波电机的驱动的设计研究,完成了驱动电路控制板的设计制作。在控制算法方面,本文主要进行了模糊自适应PID算法的研究,并完成了将模糊自适应PID算法应用于超声波电机位置控制等相关工作。而在通信技术方面,本文则是主要研究了 Modbus通信协议,完成了将Modbus通信协议引入整套机器人设备的无线通信中。在文章的最后,对于线路巡检机器人的机械设计做了简要介绍并针对线路巡检机器人的抗干扰问题。
李祥荣[8]（2017）在《行波超声电机驱动建模与模糊PID控制系统研究》文中研究指明行波超声电机具有低速大转矩、无电磁干扰、定位精度高、响应速度快等特点,其应用引起广泛关注。但其具有非线性和参数时变性等特征,给其高性能控制带来困难,影响了其在航天领域的应用。本文在分析了超声电机运行机理的基础上,建立了超声电机两相驱动电路模型,设计了基于相位差的超声电机速度/位置模糊自整定PID控制系统,以提高超声电机的动态性能。（1）分析了超声电机运行机理,包括超声电机定子表面行波的产生机理和定子表面质点的椭圆运动分析。运行机理表明,改变驱动电压频率、幅值和相位差,可以改变电机转速。并在此基础上,对比分析了三种调速方法各自的优缺点;基于压电振子自由振动的系统方程,利用等效电路法,建立了超声电机两相等效电路模型,为驱动电路模型的建立和驱动方式的选择奠定基础。（2）给出了超声电机两相驱动电路模型和基于模型的超声电机驱动特性分析结果。将串联匹配方式和LLCC匹配方式应用于建立的超声电机驱动电路模型中,给出了基于经验公式与仿真分析相结合的超声电机匹配电感设计方法;建立了超声电机单相和两相驱动电路仿真模型。仿真结果表明,LLCC匹配方式能够有效的解决电压幅值不一致问题,实现较好匹配;基于仿真模型,进行了超声电机驱动特性分析;给出了基于TMS320F2812 DSP芯片的超声电机驱动电路硬件设计方案。实验分析表明,驱动电路输出波形好,信号稳定,杂波干扰少。（3）针对超声电机难以建立精确的数学模型、单一控制策略难以满足高性能要求等问题,给出了超声电机模糊自整定PID控制系统设计方案,构建了基于电压相位差的超声电机速度/位置模糊自整定PID控制模型;提出一种改变超声电机两相电压信号的相位差实现调速的方法,建立了超声电机模糊自整定PID控制仿真模型。仿真结果表明:与常规PID控制器相比,模糊自整定PID控制调节时间短0.002 s、超调量减小了23%,抗干扰能力也优于传统PID控制器;模糊自整定PID位置控制阶跃响应速度快,过渡平稳,跟踪目标值效果较好。
潘鹏[9]（2017）在《行波型超声波电机驱动和精密伺服特性的研究》文中提出本论文的研究对象是行波型超声波电机,主要研究内容包括:超声波电机的驱动机理、驱动电源研究,超声波电机连续运行状态下的转速控制及位置转速伺服控制,超声波电机微步进运行状态下的精密定位控制和超低转速控制,并联大力矩超声波电机及其驱动控制装置研制。论文首先介绍了超声波电机的发展历史、分类、及应用现状,综述超声波电机在驱动、控制方面国内外已经取得的研究成果。结合超声波电机技术的研究趋势,概括了本论文的研究内容和研究意义。对于环形行波型超声波电机的运动和调速机理,按照其关键部件:压电陶瓷、定子谐振弹性体、转子的顺序分三部分展开论述。对于压电陶瓷:阐述了锆钛酸铅的压电效应;把极化后的压电陶瓷作为振源,其环形结构作为振动传播的介质,分析了行波的形成。对于定子谐振弹性体:采用机电等效类比的方法,建立定子的等效电路模型,分析定子端口阻抗特性与定子振动的关系。分析其齿状结构在压电陶瓷振动激励下产生的运动轨迹,推导定子齿端的运行速度。对于转子:根据转子受力平衡,通过对定转子之间预压力的递增假设,分析转子与定子齿之间的接触与摩擦;总结了电机在稳定电激励下转速的稳定状态和电机转速控制方法。对于行波型超声波电机的驱动,论文分别使用方波逆变滤波法、谐振升压法、直接数字频率合成法设计了超声波电机驱动电源。在滤波法中,利用升压变压器的漏感与电机的夹持电容形成低通滤波环节,滤除方波中的高次谐波;利用变压器的副边电感作为并联电感提高回路的功率因数。在谐振升压法中,使用低变比升压变压器,于副边串入谐振电感,与电机的夹持电容形成谐振回路;使电路工作在谐振频率附近,利用谐振回路的频率选择特性提高驱动电压,达到驱动电机的目的。在直接数字频率合成法中,使用DDS芯片连接线性功率放大器的方式得到正弦驱动电压。论文制作了电路样机,并对比了电机驱动效果。论文基于H∞理论采用S/T混合灵敏度方法设计了超声波电机转速鲁棒控制器。设计中使用基于Hammerstein模型的辨识法得到非线性转速模型和参数变化范围,计算对应的转速标称模型及其摄动范数界,导出控制器的稳定性（补灵敏度）约束条件。分析转速跟踪性能指标,并将其转化为系统性能（灵敏度）约束条件;使用混合灵敏度方法把跟踪控制转化为标准的H∞鲁棒控制,并使用MATLAB求解。仿真和实验验证了该控制器良好的控制效果。论文设计了超声波电机二维平台的精确位置-转速伺服控制系统。控制器采用位置闭环和转速闭环分时复用的控制结构,以转速输入信号作为控制器结构切换的参照,位置回路使用分段比例控制实现位置跟踪,转速回路使用H∞控制策略实现转速控制。同时设计了上位机通信系统和下位机的位置信号采集,频率干扰抑制和过流保护方法。测试结果显示平台伺服过程中位置误差小于3μm,并且跟踪具有良好的实时性。论文对超声波电机的精密定位和超低速控制展开研究。利用超声波电机的快速启停特性,基于高精度的位置反馈,设计微步进运行控制器,实现了超声波电机的精密定位控制,取得转角定位精度0.41″的控制效果。在超声波电机步进模型的基础上,设计了双控制量变速积分控制器,参照模型动态修改控制器积分系数,使用滑动平均的方式滤除高频转速波动,实现超声波电机的超低转速闭环控制,取得0.05deg/s目标转速下相对误差小于10%的控制效果。论文设计了大功率超声波电机及其驱动器。以定子阻抗特性为依据,挑选一致性较好的定子,通过并联共轴装配结构提升电机机械特性。结合推挽式方波逆变电路和升压变压器阻抗匹配的设计方法,制作了大功率超声波电机驱动器。电机空载最高转速50r/min,堵转力矩达至6Nm。论文最后,归纳了全文工作,提出超声波电机技术进一步的研究方向。
黄帆[10]（2016）在《基于RBFNN辨识的超声波电机单神经元PID控制研究》文中研究说明超声波电机作为一种新型的直驱微特电机,其低速大转矩、动作响应快、断电自锁等优越特性,使得超声波电机在精密控制、短时非连续运动等方面具有良好的应用前景。由于目前还没有能够完全表达超声波电机特性的精确模型,其系统内在的复杂非线性和时变性,给电机的控制带来了极大的困难。针对这一问题,本文提出了一种基于RBFNN辨识的超声波电机单神经元PID控制方法,通过在线辨识系统的过程模型,利用单神经元的自学习和自适应能力,共同实现对PID控制参数的自适应整定。本文研究的主要内容如下：1)对超声波电机的基本认识。介绍了超声波电机的发展历史、特点以及应用领域,分析了行波超声波电机的运行原理和超声波电机的三种调速手段和驱动方式。2)设计出了基于M测速的卡尔曼滤波。为了提高测速精度研究了基于M测速的卡尔曼滤波测速算法,并使用MATLAB仿真验证了这种滤波方法的有效性,然后根据仿真结果对卡尔曼滤波器进行了改进。3)设计了基于RBFNN辨识的单神经元PID控制器。研究了RBF神经网络的辨识原理和学习算法,并通过MATLAB仿真比较了BP神经网络和RBF神经网络的辨识效果,实验结果证明RBF神经网络的辨识速度更快并且误差更小。在此基础上设计了基于RBFNN辨识的单神经元PID控制器,以提高系统的自适应性和响应速度。4)软件设计。根据Modbus通信协议和Q格式编程要求对整个系统的软件进行了设计,并将设计好的软件在搭建的USM80超声波电机实验平台上进行验证,实验结果表明基于RBFNN辨识的单神经元PID控制比传统的PID控制性能更好,速度误差更小。
二、驱动行波谐振电机的模糊神经网络控制系统（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、驱动行波谐振电机的模糊神经网络控制系统（论文提纲范文）
（1）环形行波型超声波电机低速伺服控制研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.2 超声波电机概述 |
| 1.2.1 超声波电机的简介 |
| 1.2.2 超声波电机的发展 |
| 1.2.3 超声波电机的分类 |
| 1.2.4 超声波电机的特点及应用 |
| 1.3 超声波电机的模型研究 |
| 1.3.1 模型分析方法 |
| 1.3.2 数学模型的研究 |
| 1.4 超声波电机的速度伺服控制 |
| 1.4.1 超声波电机速度伺服控制 |
| 1.4.2 滑模变结构控制 |
| 1.4.3 超声波电机的低速运行 |
| 1.5 本文的主要意义与内容 |
| 1.5.1 研究意义 |
| 1.5.2 研究内容 |
| 第2章 环形行波型超声波电机运动机理分析及其控制方法 |
| 2.1 环形行波型超声波电机的基本结构 |
| 2.2 环形行波型超声波电机的运行原理 |
| 2.2.1 环形行波型超声波电机驱动原理 |
| 2.2.2 定子表面的椭圆运动分析 |
| 2.3 环形行波型超声波电机的速度控制方法 |
| 2.3.1 行波超声波电机控制特性 |
| 2.3.2 本文所用调速方法 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 基于系统辨识法的环形行波型超声波电机数学模型 |
| 3.1 非参数模型辨识法 |
| 3.2 基于阶跃响应的系统辨识数据处理 |
| 3.2.1 环形行波型超声波电机的阶跃响应曲线 |
| 3.2.2 阶跃响应的辨识模型参数 |
| 3.3 环形行波型超声波电机稳态转速模型 |
| 3.3.1 参数确定 |
| 3.3.2 实验验证 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 环形行波型超声波电机低转速滑模控制器的研究 |
| 4.1 滑模变结构控制原理 |
| 4.1.1 滑模控制基本概念 |
| 4.1.2 滑模控制系统特性 |
| 4.1.3 滑模控制器设计方法 |
| 4.1.4 抖振问题 |
| 4.2 低转速滑模控制器设计 |
| 4.2.1 系统状态方程 |
| 4.2.2 切换函数 |
| 4.2.3 确定滑模控制率 |
| 4.2.4 稳定性证明 |
| 4.3 低速滑模控制器的建模与仿真 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 基于DSP的控制系统设计与测试 |
| 5.1 基于DSP的硬件电路 |
| 5.1.1 控制系统各模块功能 |
| 5.1.2 TMS320F28069 |
| 5.1.3 DSP的最小系统 |
| 5.1.4 驱动模块 |
| 5.1.5 反馈电路 |
| 5.2 基于DSP的软件设计 |
| 5.2.1 DSP软件开发环境 |
| 5.2.2 系统初始化与中断 |
| 5.2.3 PWM波的产生 |
| 5.2.4 转速测量与计算 |
| 5.3 实验结果 |
| 5.4 本章小结 |
| 第6章 总结和展望 |
| 6.1 全文总结 |
| 6.2 课题展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 附录 |
| 硕士学位期间成果 |
（2）灵巧机械手指驱动用超声波电机驱动控制研究与设计（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 国内外灵巧机械手研究现状及分析 |
| 1.2.1 气动/液压驱动式 |
| 1.2.2 功能材料驱动式 |
| 1.2.3 电机驱动式 |
| 1.3 超声波电机的优点 |
| 1.4 超声波电机驱动控制研究现状 |
| 1.4.1 超声波电机驱动技术研究现状 |
| 1.4.2 超声波电机伺服控制研究现状 |
| 1.5 研究内容 |
| 1.6 章节小结 |
| 第二章 超声波电机工作原理以及控制策略 |
| 2.1 超声波电机结构 |
| 2.2 超声波电机运行机理 |
| 2.2.1 电机定子表面运动轨迹分析 |
| 2.2.2 超声波电机换能机理 |
| 2.2.3 等效电路模型 |
| 2.3 超声波电机控制策略 |
| 2.3.1 调频调速控制 |
| 2.3.2 调压调速控制 |
| 2.3.3 调相调速控制 |
| 2.4 章节小结 |
| 第三章 超声波电机非参数辨识模型 |
| 3.1 USM非参数辨识 |
| 3.2 USM频率增益特性 |
| 3.3 USM瞬态转速模型 |
| 3.4 USM上调频建模 |
| 3.5 章节小结 |
| 第四章 基于LADRC的超声波电机转速控制研究设计 |
| 4.1 自抗扰控制技术 |
| 4.1.1 背景介绍 |
| 4.1.2 自抗扰控制技术基本原理 |
| 4.1.3 线性自抗扰控制技术 |
| 4.2 基于LADRC的USM转速控制 |
| 4.3 基于LADRC控制器的仿真 |
| 4.3.1 Simulink仿真图 |
| 4.3.2 仿真结果和分析 |
| 4.4 章节小结 |
| 第五章 超声波电机驱动控制器硬件设计 |
| 5.1 超声波电机驱动控制电路设计 |
| 5.2 控制电路设计 |
| 5.3 驱动电路设计 |
| 5.3.1 开关管的选择 |
| 5.3.2 推挽式变压器设计 |
| 5.3.3 RC限制浪涌设计 |
| 5.3.4 MOSFET驱动电路设计 |
| 5.4 电源电路设计 |
| 5.5 保护电路设计 |
| 5.6 采样调理电路 |
| 5.6.1 传感器选型 |
| 5.6.2 调理电路设计 |
| 5.7 匹配电路设计 |
| 5.7.1 匹配电路作用 |
| 5.7.2 匹配电路设计方法 |
| 5.7.3 匹配电路计算 |
| 5.8 驱动电路应用测试 |
| 5.9 章节总结 |
| 第六章 灵巧机械手指柔性控制研究设计 |
| 6.1 超声波电机位置-转速控制策略 |
| 6.2 超声波电机断电自锁误差测试 |
| 6.3 超声波电机柔性控制研究 |
| 6.3.1 门阀值确定 |
| 6.3.2 柔性控制方式 |
| 6.4 章节小结 |
| 第七章 灵巧手指驱动控制系统实验验证 |
| 7.1 实验平台搭建 |
| 7.2 超声波电机转速控制实验 |
| 7.2.1 PD控制器的DSP实现 |
| 7.2.2 转速控制实验结果和分析 |
| 7.3 灵巧机械手指驱动定位实验 |
| 7.3.1 灵巧手柔性控制DSP实现 |
| 7.3.2 定位实验结果和分析 |
| 7.4 章节小结 |
| 第八章 总结和展望 |
| 8.1 研究总结 |
| 8.2 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读学位期间的学术成果 |
（3）基于纵振模态的T形直线超声电机的研究（论文提纲范文）
| 中文摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题研究的背景与意义 |
| 1.2 直线超声电机国内外研究现状 |
| 1.2.1 直线超声电机机械结构的研究现状 |
| 1.2.2 直线超声电机驱动系统的研究现状 |
| 1.2.3 直线超声电机控制方法的研究现状 |
| 1.3 直线超声电机研究中存在的问题 |
| 1.4 课题的主要研究内容 |
| 第2章 T形直线超声电机设计的相关理论分析 |
| 2.1 直线超声电机中PZT压电陶瓷的性能与使用 |
| 2.1.1 PZT压电陶瓷的性能和振动模式分析 |
| 2.1.2 直线超声电机中压电陶瓷片的使用 |
| 2.2 T形直线超声电机的理论分析 |
| 2.2.1 直线超声电机椭圆运动的形成 |
| 2.2.2 直线超声电机等效电路模型的建立 |
| 2.3 T形直线超声电机的总体设计方案 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 T形直线超声电机结构设计与优化 |
| 3.1 不同结构直线超声电机的特点分析 |
| 3.2 T形直线超声电机的结构设计 |
| 3.3 T形直线超声电机的有限元仿真分析和优化 |
| 3.3.1 电机定子的模态一致性仿真分析 |
| 3.3.2 电机定子的谐振频率仿真分析 |
| 3.3.3 电机定子的运动轨迹仿真分析 |
| 3.4 T形直线超声电机的组装 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 T形直线超声电机的驱动系统研究 |
| 4.1 直线超声电机匹配电路分析 |
| 4.1.1 电机容抗特性匹配电路分析 |
| 4.1.2 仿真分析 |
| 4.2 驱动系统的设计要求 |
| 4.3 驱动系统的硬件设计 |
| 4.3.1 DDS驱动信号生成电路设计 |
| 4.3.2 信号调理电路设计 |
| 4.3.3 其余模块电路设计 |
| 4.4 驱动系统的软件设计 |
| 4.4.1 驱动信号生成模块程序设计 |
| 4.4.2 通信模块程序设计 |
| 4.4.3 驱动系统客户端界面设计 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 T形直线超声电机控制方法研究 |
| 5.1 T形直线超声电机控制形式 |
| 5.2 T形直线超声电机的稳定性控制 |
| 5.3 T形直线超声电机的速度控制 |
| 5.3.1 PID控制法对直线超声电机的速度控制 |
| 5.3.2 模糊PID控制对直线超声电机的速度控制 |
| 5.4 本章小结 |
| 第6章 实验与分析 |
| 6.1 实验平台的搭建 |
| 6.2 驱动信号测试 |
| 6.2.1 不同相位的实验结果和分析 |
| 6.2.2 不同电压幅值的实验结果和分析 |
| 6.2.3 不同频率的实验结果和分析 |
| 6.3 直线超声电机样机测试 |
| 6.3.1 驱动电压与电机输出性能的关系 |
| 6.3.2 驱动频率与电机输出性能的关系 |
| 6.4 本章小结 |
| 第7章 总结与展望 |
| 7.1 全文总结 |
| 7.2 研究展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间的科研成果 |
（4）双谐振环形行波超声电机设计及优化（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 环形行波超声电机概述 |
| 1.3 环形行波超声电机研究现状 |
| 1.3.1 多重定转子组合电机方面的研究 |
| 1.3.2 定转子结构设计方面的研究 |
| 1.3.3 超声电机接触模型方面的研究 |
| 1.3.4 结构参数优化方法方面的研究 |
| 1.4 本文研究的主要内容 |
| 第二章 环形行波超声电机相关理论 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 经典环形行波超声电机结构 |
| 2.3 经典环形行波超声电机运行机理 |
| 2.3.1 定子表面行波的形成 |
| 2.3.2 表面质点椭圆运动规律 |
| 2.3.3 常用环形行波超声电机建模方法 |
| 2.4 影响环形行波电机性能的关键因素 |
| 2.4.1 定子振动特性对电机性能的影响 |
| 2.4.2 定转子接触特性对电机性能的影响 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 双谐环形行波振超声电机结构及数学模型 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 双谐振超声电机设计启发 |
| 3.3 双谐振设计理念 |
| 3.4 双谐振超声电机结构 |
| 3.4.1 整体结构 |
| 3.4.2 定子结构设计 |
| 3.4.3 转子结构设计 |
| 3.5 双谐振超声电机数学模型分析 |
| 3.5.1 双行波的形成 |
| 3.5.2 质点运动合成 |
| 3.5.3 接触模型 |
| 3.5.4 双谐振电机性能优势 |
| 3.6 双谐振超声电机性能决定因素 |
| 3.7 本章小结 |
| 第四章 基于组合算法的定子结构参数优化 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 定子结构参数优化流程 |
| 4.2.1 优化方法介绍 |
| 4.2.2 优化对象与优化目标 |
| 4.3 定子参数优化的有限元模型 |
| 4.4 灵敏度分析 |
| 4.4.1 灵敏度分析方法的应用 |
| 4.4.2 灵敏度分析的结果 |
| 4.5 自适应遗传算法应用 |
| 4.5.1 自适应遗传算法介绍 |
| 4.5.2 定子结构参数优化结果 |
| 4.6 本章小结 |
| 第五章 基于多目标算法的转子结构参数优化 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 定转子接触特性优化过程 |
| 5.3 优化目标和优化参数 |
| 5.4 优化求解过程 |
| 5.4.1 试验设计 |
| 5.4.2 BP神经网络拟合 |
| 5.4.3 基于NSGA-Ⅱ的多目标优化算法 |
| 5.5 优化结果分析 |
| 5.5.1 BP神经网络拟合结果 |
| 5.5.2 NSGA-Ⅱ算法寻优结果 |
| 5.5.3 转子结构参数优化结果 |
| 5.6 本章小结 |
| 第六章 双谐振环形行波电机实验分析 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 电机驱动 |
| 6.2.1 驱动方案 |
| 6.2.2 驱动平台搭建 |
| 6.3 样机制作 |
| 6.4 实验分析 |
| 6.4.1 定转子阻抗分析实验 |
| 6.4.2 电机性能实验 |
| 6.4.3 实验讨论 |
| 6.5 本章小结 |
| 第七章 总结与展望 |
| 7.1 本文主要结论与创新 |
| 7.1.1 本文主要结论 |
| 7.1.2 主要创新点 |
| 7.2 研究展望 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间发表和撰写的论文 |
| 攻读博士学位期间参与的科研项目 |
| 致谢 |
（5）超声波电机舵机控制技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 课题背景和意义 |
| 1.2 超声波电机工作机理和分类 |
| 1.3 超声波电机舵机系统的发展 |
| 1.3.1 超声波电机国内外研究现状 |
| 1.3.2 超声波电机驱动控制技术研究现状 |
| 1.3.3 超声波电机舵机系统及研究现状 |
| 1.4 本文研究主要内容 |
| 2 行波超声波电机运作机理分析 |
| 2.1 行波型超声波电机结构组成 |
| 2.2 行波型超声波电机运作机理 |
| 2.2.1 定子上行波产生的条件 |
| 2.2.2 定子表面质点椭圆运动轨迹分析 |
| 2.3 超声波电机压电体的机电耦合模型 |
| 2.3.1 压电陶瓷极化配置 |
| 2.3.2 压电方程 |
| 2.4 行波超声波电机定子的机电耦合模型 |
| 2.4.1 应变与位移关系 |
| 2.4.2 超声波电机定子驱动器方程 |
| 2.4.3 界面接触模态力 |
| 2.5 本章小结 |
| 3 超声波电机接触模型及仿真分析 |
| 3.1 定、转子接触假设 |
| 3.2 行波超声波电机转子刚体运动模型 |
| 3.2.1 转子的垂直运动方程 |
| 3.2.2 转子的旋转运动方程 |
| 3.3 简化接触数学模型 |
| 3.4 行波超声波电机系统仿真模型建立 |
| 3.4.1 电机输出转矩模块 |
| 3.4.2 质点无变形位置建模 |
| 3.4.3 定、转子接触位置建模 |
| 3.4.4 定子系统振动模型 |
| 3.5 仿真结果及分析 |
| 3.5.1 行波超声波电机转速响应特性仿真 |
| 3.5.2 行波超声波电机振幅特性仿真 |
| 3.6 本章小结 |
| 4 超声波电机舵机驱动控制技术研究 |
| 4.1 行波超声波电机转速控制方法 |
| 4.1.1 调压转速控制 |
| 4.1.2 调频转速控制 |
| 4.1.3 调相转速控制 |
| 4.1.4 正反转脉宽调幅控制 |
| 4.2 行波超声波电机驱动电路 |
| 4.2.1 行波超声波电机驱动电路特点 |
| 4.2.2 几种主要的超声波电机驱动电路 |
| 4.2.3 全桥与推挽式电路对比 |
| 4.3 超声波电机等效电路模型和电学匹配 |
| 4.3.1 行波超声波电机等效电路模型 |
| 4.3.2 超声波电机串联电感匹配 |
| 4.4 超声波电机驱动电路仿真与分析 |
| 4.5 本章小结 |
| 5 超声波电机舵机神经网络控制策略研究 |
| 5.1 神经网络控制基本理论 |
| 5.1.1 神经网络的定义 |
| 5.1.2 神经网络控制的基本思想 |
| 5.1.3 神经网络特点 |
| 5.2 动态递归神经网络系统建模 |
| 5.2.1 动态递归神经网络特点与结构 |
| 5.2.2 动态递归神经网络建模原理 |
| 5.2.3 用于系统辨识的伪随机数列 |
| 5.3 超声波电机舵机转速控制策略 |
| 5.3.1 自适应DRNN控制器系统结构与原理 |
| 5.3.2 DRNN控制器数学模型 |
| 5.4 差分进化算法优化神经网络 |
| 5.5 电机电压—转速神经网络辨识建模与优化 |
| 5.5.1 训练样本与测试样本集 |
| 5.5.2 动态递归神经网络辨识模型及其优化 |
| 5.6 超声波电机舵机控制系统仿真 |
| 5.6.1 DRNN速度控制器与辨识器参数设置 |
| 5.6.2 控制系统动态参数k的设置 |
| 5.6.3 超声波电机舵机系统转速控制仿真 |
| 5.6.4 超声波电机舵机位置控制仿真 |
| 5.7 本章小结 |
| 6 结论与展望 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表的论文及所取得的研究成果 |
| 致谢 |
（6）超声波电机的驱动控制策略与实验研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 课题研究背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.3 超声波电机应用情况 |
| 1.4 本课题研究内容及创新之处 |
| 1.5 论文组织架构 |
| 第二章 课题相关基础知识介绍 |
| 2.1 压电理论 |
| 2.2 行波型超声波电机相关理论 |
| 2.3 超声波电机工作原理 |
| 2.3.1 超声波电机的一般结构特点 |
| 2.3.2 环形行波型超声波电机的结构及行波的产生 |
| 2.3.3 环形超声波电机定子表面微观运动分析 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 超声波电机的驱动电路设计与实现 |
| 3.1 行波型超声波电机驱动电路特点和总体框架 |
| 3.1.1 驱动电路技术指标 |
| 3.1.2 驱动电路总体框架 |
| 3.2 电路模块化实现 |
| 3.2.1 PWM信号产生 |
| 3.2.2 光耦隔离放大模块 |
| 3.2.3 逆变驱动模块 |
| 3.2.3.1 推挽电路设计 |
| 3.2.3.2 变压器和电感匹配 |
| 3.2.4 其他模块 |
| 3.2.4.1 显示模块 |
| 3.2.4.2 编码器模块 |
| 3.2.4.3 按键模块与串口连接 |
| 3.3 仿真分析与实验测试 |
| 3.3.1 PWM波形仿真与测试 |
| 3.3.2 驱动电路整体仿真与实测 |
| 3.3.2.1 超声波电机等效电路模型 |
| 3.3.3.2 驱动电路仿真测试 |
| 3.3.2.3 驱动电路实物测试 |
| 3.4 双电机驱动拓展 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 超声波电机的控制策略研究 |
| 4.1 电机控制特性及相关要求 |
| 4.1.1 超声波电机非线性运行特性 |
| 4.1.2 行波型超声波电机的控制方法 |
| 4.1.3 环形超声波电机的仿真模型建立 |
| 4.1.4 实物测试平台搭建 |
| 4.2 基于定值PID控制的特性分析 |
| 4.2.1 算法 |
| 4.2.1.1 PID控制算法设计 |
| 4.2.1.2 仿真模型PID参数整定 |
| 4.2.1.3 实测PID参数整定 |
| 4.2.2 仿真测试 |
| 4.2.3 实物测试 |
| 4.2.4 存在问题 |
| 4.3 基于模糊PID控制特性分析 |
| 4.3.1 算法 |
| 4.3.2 仿真测试 |
| 4.3.3 实物测试 |
| 4.3.4 存在问题 |
| 4.4 基于BP神经网络PID控制特性分析 |
| 4.4.1 算法 |
| 4.4.1.1 BP神经网络算法 |
| 4.4.1.2 BP神经网络结构 |
| 4.4.1.3 BP神经网络训练 |
| 4.4.2 仿真测试 |
| 4.4.3 实物测试 |
| 4.4.4 存在问题 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 实验平台搭建与测试 |
| 5.1 实验平台的设计与搭建 |
| 5.1.1 固定平台 |
| 5.1.2 转速处理软件 |
| 5.1.3 测量电源设备 |
| 5.2 实验平台测试分析 |
| 5.3 本章小结 |
| 第六章 结论与展望 |
| 6.1 本文工作总结 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 本文作者硕士学位期间科研成果 |
| 致谢 |
（7）基于超声波电机的线路巡检机器人伺服控制系统的研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 项目研究背景 |
| 1.2 线路巡检机器人研究现状 |
| 1.2.1 国外研究现状 |
| 1.2.2 国内研究现状 |
| 1.3 超声波电机及其位置速度检测研究现状 |
| 1.3.1 国外研究现状 |
| 1.3.2 国内研究现状 |
| 1.4 论文意义与主要研究内容 |
| 第二章 行波超声波电机运行控制理论 |
| 2.1 行波超声波电机结构 |
| 2.2 环形超声波电机速度控制 |
| 2.2.1 环形超声波电机的速度控制方式 |
| 2.2.2 环形超声波电机速度的PID控制 |
| 2.3 环形超声波电机位置控制 |
| 2.4 环形行波型超声波电机驱动控制电路 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 线路巡检机器人硬件电路设计 |
| 3.1 线路巡检机器人驱动电路设计 |
| 3.1.1 线路巡检机器人运动控制系统驱动电路设计 |
| 3.1.2 线路巡检机器人驱动电路供电电源电路设计 |
| 3.1.3 线路巡检机器人物理量采集电路设计 |
| 3.1.4 线路巡检机器人通信系统硬件电路设计 |
| 3.2 线路巡检机器人控制电路设计 |
| 3.2.1 线路巡检机器人控制板控制端口电路设计 |
| 3.2.2 线路巡检机器人控制板数值显示电路设计 |
| 3.3 超声波电机驱动电路设计 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 线路巡检机器人软件设计 |
| 4.1 基于模糊自适应PID控制算法的超声波电机位置控制研究 |
| 4.1.1 模糊自适应PID控制算法基本原理 |
| 4.1.2 模糊自适应PID控制算法在超声波电机位置控制中的应用 |
| 4.1.3 实验测试 |
| 4.2 MODBUS通信协议在线路巡检机器人控制中的应用 |
| 4.2.1 Modbus通信协议描述 |
| 4.2.2 Modbus通信协议格式介绍 |
| 4.2.3 Modbus通信软件实现 |
| 4.2.4 Modbus通信协议在线路巡检机器人中的应用 |
| 4.3 本章小结 |
| 第五章 线路巡检机器人机械结构及抗干扰设计 |
| 5.1 线路巡检机器人机械结构 |
| 5.2 线路巡检机器人抗干扰设计 |
| 5.2.1 线路巡检机器人控制电路部分抗干扰设计 |
| 5.2.2 线路巡检机器人控制电路部分供电电源抗干扰设计 |
| 5.2.3 线路巡检机器人外壳抗电磁干扰设计 |
| 5.2.4 线路巡检机器人的共地、接地与等电位设计 |
| 5.3 人机视频监控系统 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 论文主要贡献 |
| 6.2 本文研究的不足以及未来研究工作的展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
（8）行波超声电机驱动建模与模糊PID控制系统研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题背景 |
| 1.2 超声电机国内外发展现状 |
| 1.3 超声电机控制技术研究现状 |
| 1.3.1 超声电机建模方法研究 |
| 1.3.2 超声电机控制方法研究 |
| 1.4 已有研究存在问题及本文研究意义 |
| 1.5 研究内容 |
| 第2章 行波超声电机运行机理与两相等效电路模型建立 |
| 2.1 行波的产生 |
| 2.2 定子表面质点椭圆运动分析 |
| 2.3 行波超声电机驱动方式 |
| 2.4 行波超声电机等效电路模型 |
| 2.4.1 行波超声电机定子等效电路模型 |
| 2.4.2 无负载超声电机等效电路模型 |
| 2.4.3 负载超声电机等效电路模型 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 行波超声电机驱动电路设计与分析 |
| 3.1 行波超声电机驱动电路设计 |
| 3.2 行波超声电机驱动电路匹配电感参数设计 |
| 3.2.1 行波超声电机串联电感匹配方式 |
| 3.2.2 行波超声电机LLCC谐振电路 |
| 3.2.3 匹配电感设计流程 |
| 3.3 行波超声电机驱动电路仿真模型和平台 |
| 3.4 行波超声电机驱动电路仿真分析 |
| 3.4.1 匹配电感仿真分析 |
| 3.4.2 超声电机驱动特性分析 |
| 3.5 行波超声电机驱动电路硬件设计及实验分析 |
| 3.5.1 驱动电路总体设计方案 |
| 3.5.2 信号产生电路 |
| 3.5.3 PWM电路及程序设计 |
| 3.5.4 驱动电路详细设计 |
| 3.5.5 驱动电路调试及实验分析 |
| 3.6 本章小结 |
| 第4章 行波超声电机模糊PID控制系统设计与分析 |
| 4.1 模糊自整定PID控制理论 |
| 4.1.1 PID控制理论 |
| 4.1.2 模糊控制理论 |
| 4.1.3 模糊自整定PID控制方法 |
| 4.2 行波超声电机模糊自整定PID控制系统设计 |
| 4.2.1 超声电机模糊自整定PID控制系统方案设计 |
| 4.2.2 行波超声电机速度/位置控制系统模型建立 |
| 4.3 行波超声电机模糊自整定PID控制仿真模型建立 |
| 4.3.1 基于电压相位差的超声电机驱动电路仿真模型 |
| 4.3.2 超声电机模糊PID仿真系统建立 |
| 4.4 行波超声电机模糊自整定PID控制仿真结果对比分析 |
| 4.4.1 行波超声电机速度控制系统仿真分析 |
| 4.4.2 行波超声电机位置控制系统仿真分析 |
| 4.5 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
（9）行波型超声波电机驱动和精密伺服特性的研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 超声波电机的发展背景 |
| 1.1.1 压电材料的主要发展历程 |
| 1.1.2 超声波电机的主要发展历程 |
| 1.2 超声波电机的分类与应用 |
| 1.2.1 超声波电机的分类 |
| 1.2.2 超声波电机的应用 |
| 1.3 超声波电机的研究现状 |
| 1.3.1 驱动技术的发展现状 |
| 1.3.2 运动伺服控制的发展现状 |
| 1.4 本文的研究内容与意义 |
| 1.4.1 研究内容 |
| 1.4.2 研究意义 |
| 第2章 环形行波型超声波电机的运动机理分析 |
| 2.1 行波型超声波电机的结构 |
| 2.2 压电陶瓷的换能机理与机电等效 |
| 2.2.1 PZT的铁电性与压电性 |
| 2.2.2 定子的机电类比与阻抗分析 |
| 2.2.3 行波型超声波电机的压电陶瓷结构 |
| 2.3 定子的结构与表面质点运动 |
| 2.3.1 定子的结构与振型 |
| 2.3.2 定子表面质点的运动 |
| 2.4 转子的受力分析与运动状态 |
| 2.4.1 转子与定子的单点接触假设 |
| 2.4.2 定转子多点接触分析 |
| 2.5 超声波电机的调速机理 |
| 2.5.1 驱动频率对电机转速的影响 |
| 2.5.2 驱动电压幅值对电机转速的影响 |
| 2.5.3 驱动相位差对电机转速的影响 |
| 2.6 本章小结 |
| 第3章 超声波电机驱动电源设计 |
| 3.1 推挽型超声波电机驱动电路设计 |
| 3.1.1 驱动电路拓扑与电路工作状态 |
| 3.1.2 滤波式驱动电路设计 |
| 3.1.3 谐振式驱动电路设计 |
| 3.1.4 升压变压器的设计 |
| 3.1.5 驱动电路样机制作与电机驱动测试 |
| 3.2 直接数字频率合成(DDS)电机驱动系统设计 |
| 3.2.1 直接数字频率合成原理 |
| 3.2.2 基于DDS的电机驱动系统结构 |
| 3.2.3 电机驱动实验波形 |
| 3.3 本章小结 |
| 第4章 超声波电机鲁棒调速控制系统 |
| 4.1 超声波电机鲁棒转速控制的应用背景 |
| 4.2 H_∞鲁棒控制原理 |
| 4.2.1 系统范数、加权函数与性能指标 |
| 4.2.2 摄动系统H_∞鲁棒控制的标准形式 |
| 4.2.3 经典模型摄动跟踪控制向鲁棒控制标准型的转化 |
| 4.2.4 鲁棒控制器的求解 |
| 4.3 超声波电机的S/T控制 |
| 4.3.1 超声波电机的标称转速模型与模型摄动界 |
| 4.3.2 性能加权函数的选择 |
| 4.3.3 控制器求解与系统仿真 |
| 4.3.4 控制器的实现与实验结果 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 超声波电机位置-速度伺服控制系统 |
| 5.1 电机位置转速伺服控制的背景 |
| 5.2 位置-转速伺服控制策略 |
| 5.2.1 位置转速串级控制 |
| 5.2.2 位置转速分时复用控制 |
| 5.3 电机的启停特性与伺服控制规律 |
| 5.3.1 启动位置过冲与目标转速门限 |
| 5.3.2 分时复用位置转速控制流程 |
| 5.4 超声波电机二维伺服平台设计 |
| 5.4.1 超声波电机伺服平台的结构 |
| 5.4.2 双驱动器之间的频率干扰与抑制 |
| 5.4.3 基于电流反馈的控制器保护回路 |
| 5.4.4 基于UDP通信的上位机控制系统 |
| 5.4.5 目标位置的采集与插值 |
| 5.5 位置转速分时复用控制实验结果 |
| 5.6 本章小结 |
| 第6章 超声波电机微位移驱动与精密伺服控制 |
| 6.1 超声波电机微位移驱动与精密定位方法 |
| 6.1.1 激励元的构成与微位移驱动原理 |
| 6.1.2 精确定位控制系统的设计方法 |
| 6.2 超声波电机精密定位装置与实验 |
| 6.2.1 超声波电机精密定位系统的构成 |
| 6.2.2 电机角位移响应模型 |
| 6.2.3 粗调定位对微调定位的影响 |
| 6.2.4 分段微调定位控制策略 |
| 6.2.5 精确定位控制实验结果 |
| 6.3 微步进模式下的超低转速控制方法 |
| 6.3.1 转速控制的控制量和转速指标 |
| 6.3.2 步进运行转速控制系统的设计 |
| 6.4 超低转速控制的实验方法 |
| 6.4.1 激励元时间间隔的确定 |
| 6.4.2 电机转速观测的平滑滤波 |
| 6.4.3 电机的低转速模型 |
| 6.4.4 变速积分/PI转速控制器 |
| 6.4.5 超声波电机低转速控制实验结果 |
| 6.5 本章小结 |
| 第7章 并联型超声波电机的设计与驱动 |
| 7.1 多定转子力矩叠加原理 |
| 7.1.1 胡克定律 |
| 7.1.2 库伦摩擦定律 |
| 7.2 并联电机的结构 |
| 7.3 并联电机的样机与驱动 |
| 7.3.1 部件的制备与选择 |
| 7.3.2 驱动电路的构成 |
| 7.3.3 并联电机的机械特性 |
| 7.4 本章小结 |
| 第8章 总结与展望 |
| 8.1 论文的主要工作 |
| 8.2 进一步的研究方向 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间取得的成果 |
| 一、发表论文 |
| 二、发明专利 |
（10）基于RBFNN辨识的超声波电机单神经元PID控制研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 超声波电机概述 |
| 1.1.1 超声波电机的发展历史 |
| 1.1.2 超声波电机的分类 |
| 1.1.3 超声波电机的特点 |
| 1.1.4 超声波电机的应用 |
| 1.2 超声波电机控制技术研究现状 |
| 1.2.1 超声波电机速度控制研究的现状 |
| 1.2.2 超声波电机位置控制研究的现状 |
| 1.3 本论文的研究内容和意义 |
| 1.3.1 主要研究内容 |
| 1.3.2 研究的意义 |
| 第二章 行波超声波电机的运行原理与驱动控制 |
| 2.1 行波超声波电机的基本结构与运行机理 |
| 2.1.1 行波超声波电机的结构特点 |
| 2.1.2 行波超声波电机的运行原理及定子行波的产生 |
| 2.2 行波超声波电机驱动控制原理 |
| 2.2.1 行波超声波电机速度控制原理与方法 |
| 2.2.2 行波超声波电机的驱动方式 |
| 2.3 本章小结 |
| 第三章 基于卡尔曼滤波的超声波电机测速控制系统 |
| 3.1 超声波电机测控系统的组成 |
| 3.2 基于M测速法的系统设计 |
| 3.2.1 圆光栅测角系统 |
| 3.2.2 M测速法 |
| 3.3 基于卡尔曼滤波的M测速算法改进 |
| 3.3.1 卡尔曼滤波 |
| 3.3.2 基于卡尔曼滤波测速系统的设计 |
| 3.3.3 测速系统仿真结果分析 |
| 3.3.4 卡尔曼滤波测速算法的改进 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 基于RBFNN辨识的单神经元自适应PID的超声波电机速度控制 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 RBF神经网络 |
| 4.2.1 RBF神经网络结构模型 |
| 4.2.2 RBF神经网络学习算法 |
| 4.3 自适应RBFNN参数辨识 |
| 4.3.1 RBFNN的离线训练 |
| 4.3.2 RBFNN的在线参数调整 |
| 4.3.3 仿真实例以及结果分析 |
| 4.4 基于RBFN自适应PID控制的超声波电机控制系统 |
| 4.4.1 单神经元自适应PID控制器 |
| 4.4.2 基于RBFNN辨识的单神经元PID控制器设计 |
| 4.4.3 仿真实例以及结果分析 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 基于RBFNN辨识的超声波电机单神经元PID控制的系统软件设计 |
| 5.1 系统总模块软件设计 |
| 5.2 通信模块软件设计 |
| 5.2.1 Modbus通信协议 |
| 5.2.1.1 Modbus通信协议描述 |
| 5.2.1.2 Modbus协议串行通信模式 |
| 5.2.2 基于Modbus协议通信的软件流程 |
| 5.2.2.1 主循环程序流程 |
| 5.2.2.2 串口接收中断 |
| 5.2.2.3 串口发送中断 |
| 5.3 控制模块软件设计 |
| 5.3.1 Q格式 |
| 5.3.2 控制系统的软件流程 |
| 5.4 实验结果 |
| 5.5 本章小结 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 主要的贡献 |
| 6.2 本文的不足和研究工作展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间发表的学术论文及成果 |
四、驱动行波谐振电机的模糊神经网络控制系统（论文参考文献）
- [1]环形行波型超声波电机低速伺服控制研究[D]. 冷静雯. 东南大学, 2019(06)
- [2]灵巧机械手指驱动用超声波电机驱动控制研究与设计[D]. 梁可. 扬州大学, 2019(02)
- [3]基于纵振模态的T形直线超声电机的研究[D]. 王志超. 武汉理工大学, 2019(07)
- [4]双谐振环形行波超声电机设计及优化[D]. 董兆鹏. 上海交通大学, 2018
- [5]超声波电机舵机控制技术研究[D]. 朱宜家. 中北大学, 2018(08)
- [6]超声波电机的驱动控制策略与实验研究[D]. 徐文潭. 浙江工商大学, 2018(05)
- [7]基于超声波电机的线路巡检机器人伺服控制系统的研究[D]. 李轩. 东南大学, 2017(04)
- [8]行波超声电机驱动建模与模糊PID控制系统研究[D]. 李祥荣. 大连海事大学, 2017(01)
- [9]行波型超声波电机驱动和精密伺服特性的研究[D]. 潘鹏. 东南大学, 2017(12)
- [10]基于RBFNN辨识的超声波电机单神经元PID控制研究[D]. 黄帆. 东南大学, 2016(03)