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高低温环境下超声电机伺服控制系统性能
Performance of Ultrasonic Motor Servo Control System under High and Low Temperature
投稿时间:2010-12-30  修订日期:2011-01-06
DOI:
中文关键词:  超声电机  温度环境  伺服控制  性能
英文关键词:ultrasonic motors  temperature environment  servo control  performance
基金项目:国家自然科学基金-广东联合基金(基金号:U0934004);国家自然科学基金(基金号:10874090);
作者单位地址
王金鹏 南京航空航天大学精密驱动研究所 南京 南京市御道街29#南京航空航天大学359#
时运来 南京航空航天大学精密驱动研究所 南京 
薛雯玉 南京航空航天大学信息科学与技术学院 南京 
叶明 南京航空航天大学信息科学与技术学院 南京 
赵淳生 南京航空航天大学精密驱动研究所 南京 
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中文摘要:
      为改善旋转行波型超声电机(TRUM)在极端温度下的输出性能,本文分析了高低温环境对超声电机及其驱动控制部分的影响,搭建了基于MSP430单片机的伺服控制系统,通过RS232实现PC与控制器以及控制器与UMD-3型驱动器之间的通讯,该系统采用比例和步进逼近的控制方法实现精确的速度和位置控制。以整个系统为研究对象,完成了-40℃~70℃温度环境下的实验,结果表明:随着温度升高,在电机空载时,系统所能达到的最大速度先升后降,峰值出现在?10℃之间,与测得的最大值相比,70℃和-40℃时的最大速度分别下降了43.2%和12.6%;系统的定位精度达到0.1?,速度控制精度在可调范围内达到1r/min,两者受温度影响均较小,说明极端温度下可以通过伺服控制使超声电机达到一定的位置和速度精度。
英文摘要:
      To improve the output performance of the traveling wave type rotary ultrasonic motor (TRUM) under extreme temperature environments, this paper analyzes the impact of high and low temperature environments to TRUM and it’s drive and control section. The TRUM servo control system based on MSP430 MCU was established. and realized communication between PC and the controller via RS232 asynchronous serial port, as well as the controller and the UMD-3 type driver. The precise speed and position control of TRUM was realized in the system throuth the proportional-plus-step approximation control method. Experiment at -40℃~ 70℃ had been finished. The results showed that when the motor was no-load, the maximum speed which the system could achieve increased and then decreased as the temperature increased, peaking between ?10℃. Compared with the measured maximum, it decreased by 43.2% and 12.6% at 70℃ and -40℃, respectively; this system positioning accuracy is 0.1?, and the speed control accuracy is 1r/min within the adjustable range, both of them less affected by temperature. The results show that the certain position and speed accuracy of TRUM can be achieved by servo control method.
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