超声波电机(Ultrasonic Motor简称USM)是一种新型的微特电机,有别于传统的电磁电机。在本文引言中,说明了USM与传统电磁电机相比的主要优点、基本组成及应用前景,同时说明了开展专用USM的驱动电路研究工作的背景及主要工作内容,作者要完成设计、样品加工及应用三部分工作等,此论文就是这三部分研究工作的总结。 首先,根据对驱动电路的要求,结合国内外传统压电马达驱动电路的系统方案,设计出专用超声波电机的驱动电路的系统方案。在本方案中增加了位置检测与归零单元,去掉了频率跟踪单元,采用DSP作为控制单元,整合了电机驱动信号产生、电机选择与启动、位置检测信号处理和特殊信号译码等功能,有利于电路小型化和稳定性。方案具有新颖和独特性。 其次,详细介绍了利用仿真与实际调试相结合的方法,完成了推挽逆变电路及升压脉冲变压器的工程设计和调试,着重解决了浪涌及功率开关管保护等问题,注意了变压器绕制工艺与漏感的关系。采用DSP芯片实现了多种控制和软、硬件结合,给出了用C语言编写的程序,重点解决了程序的调试与抗干扰问题。采用独特的数字编码方法,实现了位置检测的结构设计,完成了性能初步调试以及与DSP组成闭环系统,消除电机不断步进引起的空间位置上的积累误差,实现了电机步进误差归零的技术要求。设计了电路工程板图,完成了样机两台的加工和调试工作,与超声波电机进行了匹配调试实验,重点解决了阻抗匹配问题,达到了驱动电路的设计指标,实现了设计、加工、匹配调试三部分工作的基本要求。 最后,根据前一段工作,提出了一些今后工作的意见,特别是工程应用化与集成化方面的研究想法。