>【具體實施方式】二：本實施方式與【具體實施方式】一所述的基于輸入電壓非恒等幅值 的轉速控制系統(tǒng)的區(qū)別在于，所述的超聲電機204為兩相超聲電機。 陽101 ] 本實施方式中，超聲電機204可為任意種類的兩相超聲電機。
【具體實施方式】 [0102] 本實施方式與一所述的基于輸入電壓非恒等幅值 的轉速控制系統(tǒng)的區(qū)別在于，所述的非恒等幅值電壓生成模塊202采用具有功率放大功能 的電路/集成忍片實現(xiàn)。
[0103]
【具體實施方式】四：本實施方式所述的基于輸入電壓非恒等幅值的轉速控制方法， 該方法包括如下步驟： 陽104] 用于生成轉速指令值的步驟；
[0105] 用于對超聲電機204的轉速進行測量，獲得轉速測量值； 陽106] 用于接收轉速指令值和轉速測量值，并將轉速指令值作為被減數(shù)與轉速測量值作 差，根據(jù)滿足電機轉速的控制需求，獲得進行轉速控制時所需的控制變量，該控制變量經(jīng)過 功率放大，最終獲得超聲電機204的兩相輸入電壓Ua及Ue的步驟； 陽107] 所述的兩相輸入電壓Ua及Ue為脈寬非恒等的交變電壓，且兩相輸入電壓UA及UB 的脈寬線性相關，當aJT時，aA+aB=JT;當aA〉JT時，Qa-Qb=JT;兩相輸入電壓 Ua及Ue的相位差恒定為n/2， 陽10引所述的超聲電機204的兩相輸入電壓Ua及U沖的基波成分的幅值均由母線電壓Ucc和脈寬aA決定，其中，

陽111] 電壓Ua中的基波成分的幅
[0112] 電壓Ue中基波成分的幅值
[0113] 其中，Ua和Ue均為交變電壓，aA表示交變電壓UA的脈寬，aB表示交變電壓Ue的 脈寬，n表示諧波階次，且階次為奇數(shù)，t為時間變量，T為信號周期；
[0114] 用于對接收的兩相輸入電壓Ua及Ue進行濾波、放大，最終實現(xiàn)輸出加載至超聲電 機204的兩相電壓信號近似為標準正弦信號的步驟。
[0115] 本實施方式中，當母線電壓固定時，僅調(diào)節(jié)超聲電機第一相輸入電壓UA所對應 的脈寬aA即可實現(xiàn)對超聲電機轉速控制的目的，特別地，
時，即為現(xiàn)有 的調(diào)幅調(diào)速方法，因此，本發(fā)明所述的基于輸入電壓非恒等幅值的轉速控制方法可視為現(xiàn) 有調(diào)幅調(diào)速方法的一種擴展方法。
[0116]
【具體實施方式】五：本實施方式與【具體實施方式】四所述的基于輸入電壓非恒等幅值 的轉速控制方法的區(qū)別在于，所述的超聲電機204為兩相超聲電機。
【具體實施方式】 [0117] 六：本實施方式與四所述的基于輸入電壓非恒等幅值 的轉速控制方法的區(qū)別在于，所述的用于接收轉速指令值和轉速測量值，并將轉速指令值 作為被減數(shù)與轉速測量值作差，根據(jù)滿足電機轉速的控制需求，獲得進行轉速控制時所需 的控制變量，該控制變量經(jīng)過功率放大，最終獲得超聲電機204的兩相輸入電壓Ua及Ue的 步驟，采用具有功率放大功能的電路/集成忍片實現(xiàn)。
[0118] 為了驗證本發(fā)明中核屯、內(nèi)容，對輸入電壓非恒等幅值的驅動方法進行有效性的驗 證，W-部行業(yè)標準級的日本新生超聲電機作為實驗對象，對現(xiàn)有的調(diào)幅驅動方法和利用 本發(fā)明所述的基于輸入電壓非恒等幅值的轉速控制系統(tǒng)及方法對對輸入非恒等幅值電壓 驅動，進行了對比實驗，具體參見圖4至圖6。超聲電機型號為化inseiUSR60-E3T。 陽119] 圖4中給出，不同頻率下電壓幅值由240化P逐漸降低時，電機調(diào)速特性曲線；和不 同頻率下電壓幅值由零逐漸升高時，電機調(diào)速特性曲線。實驗結果表明，現(xiàn)有調(diào)幅調(diào)速驅動 方法死區(qū)大、調(diào)速比小，并且有較大的滯環(huán)特性，不適用于在需要調(diào)速范圍大、重復性要求 高的電機調(diào)速應用場合中應用。 陽120] 圖5中給出不同頻率下第一相輸入電壓Ua所對應的脈寬aA升高時，電機調(diào)速特 性曲線； 陽121] 圖6中給出不同頻率下第一相輸入電壓Ua所對應的脈寬aA降低時，電機調(diào)速特 性曲線。
[0122] 實驗結果表明，利用本發(fā)明提出的基于輸入電壓非恒等幅值的轉速控制系統(tǒng)及方 法對超聲電機的輸入電壓非恒等幅值進行驅動可有效減小調(diào)速死區(qū)、提高調(diào)速比，并且具 有較小的滯環(huán)特性，更適用于在需要調(diào)速范圍大、重復性要求高的電機調(diào)速應用場合中應 用。此外，由于輸入電壓Ua所對應的脈寬aA與輸入信號的頻率相互獨立，因而，保證了與 頻率跟蹤控制方法較好的兼容性，為進一步提高超聲電機性能提供了驅動方案基礎。
【主權項】
1. 基于輸入電壓非恒等幅值的轉速控制系統(tǒng)，其特征在于，它包括轉速指令生成模塊 (201)、非恒等幅值電壓生成模塊（202)、匹配電路（203)和轉速測量模塊（205); 轉速指令生成模塊（201)，用于生成轉速指令值； 轉速測量模塊（205)，用于對超聲電機（204)的轉速進行測量，獲得轉速測量值； 非恒等幅值電壓生成模塊（202)，用于接收轉速指令值和轉速測量值，并將轉速指令值 作為被減數(shù)與轉速測量值作差，根據(jù)滿足電機轉速的控制需求，獲得進行轉速控制時所需 的控制變量，該控制變量經(jīng)過功率放大，最終獲得超聲電機（204)的兩相輸入電壓Ua及Ue; 所述的兩相輸入電壓Ua及Ue為脈寬非恒等的交變電壓，且兩相輸入電壓UA及Ue的脈 寬線性相關，當曰π時，曰A+曰e=JI;當曰A〉JI時，曰A-曰e=JI;兩相輸入電壓Ua及 Ue的相位差恒定為31/2， 所述的超聲電機（204)的兩相輸入電壓Ua及Ue中的基波成分的幅值均由母線電壓Ucc和脈寬αA決定，其中，其中，Ua和Ue均為交變電壓，αA表示交變電壓Ua的脈寬，αB表示交變電壓Ue的脈 寬，η表示諧波階次，且階次為奇數(shù)，t為時間變量，T為信號周期； 匹配電路（203)，用于對接收的兩相輸入電壓Ua及U遜行濾波、放大，最終實現(xiàn)輸出加 載至超聲電機（204)的兩相電壓信號近似為標準正弦信號。2. 根據(jù)權利要求1所述的基于輸入電壓非恒等幅值的轉速控制系統(tǒng)，其特征在于，所 述的超聲電機（204)為兩相超聲電機。3. 根據(jù)權利要求1所述的基于輸入電壓非恒等幅值的轉速控制系統(tǒng)，其特征在于，所 述的非恒等幅值電壓生成模塊（202)采用具有功率放大功能的電路/集成忍片實現(xiàn)。4. 基于輸入電壓非恒等幅值的轉速控制方法，其特征在于，該方法包括如下步驟： 用于生成轉速指令值的步驟； 用于對超聲電機（204)的轉速進行測量，獲得轉速測量值； 用于接收轉速指令值和轉速測量值，并將轉速指令值作為被減數(shù)與轉速測量值作差， 根據(jù)滿足電機轉速的控制需求，獲得進行轉速控制時所需的控制變量，該控制變量經(jīng)過功 率放大，最終獲得超聲電機（204)的兩相輸入電壓Ua及Ue的步驟； 所述的兩相輸入電壓Ua及Ue為脈寬非恒等的交變電壓，且兩相輸入電壓UA及Ue的脈 寬線性相關，當曰π時，曰A+曰e=JI;當曰A〉JI時，曰A-曰e=JI;兩相輸入電壓Ua及 Ue的相位差恒定為31/2， 所述的超聲電機（204)的兩相輸入電壓Ua及Ue中的基波成分的幅值均由母線電壓Ucc 和脈寬αA決定，其中，其中，Ua和Ue均為交變電壓，αA表示交變電壓Ua的脈寬，αB表示交變電壓Ue的脈 寬，η表示諧波階次，且階次為奇數(shù)，t為時間變量，T為信號周期； 用于對接收的兩相輸入電壓Ua及Ue進行濾波、放大，最終實現(xiàn)輸出加載至超聲電機 (204)的兩相電壓信號近似為標準正弦信號的步驟。5. 根據(jù)權利要求4所述的基于輸入電壓非恒等幅值的轉速控制方法，其特征在于，所 述的超聲電機（204)為兩相超聲電機。6. 根據(jù)權利要求4所述的基于輸入電壓非恒等幅值的轉速控制方法，其特征在于，所 述的用于接收轉速指令值和轉速測量值，并將轉速指令值作為被減數(shù)與轉速測量值作差， 根據(jù)滿足電機轉速的控制需求，獲得進行轉速控制時所需的控制變量，該控制變量經(jīng)過功 率放大，最終獲得超聲電機（204)的兩相輸入電壓Ua及Ue的步驟，采用具有功率放大功能 的電路/集成忍片實現(xiàn)。
【專利摘要】基于輸入電壓非恒等幅值的轉速控制系統(tǒng)及方法，屬于兩相超聲電機驅動控制領域。解決了現(xiàn)有對超聲電機的調(diào)幅調(diào)速驅動方法中，電機的輸入幅值相同，單獨調(diào)節(jié)幅值時，存在調(diào)速死區(qū)大、調(diào)速比小及滯環(huán)大的問題。它包括轉速指令生成模塊、非恒等幅值電壓生成模塊、匹配電路和轉速測量模塊；非恒等幅值電壓生成模塊，用于接收轉速指令值和轉速測量值，并將轉速指令值作為被減數(shù)與轉速測量值作差，根據(jù)滿足電機轉速的控制需求，獲得進行轉速控制時所需的控制變量，該控制變量經(jīng)過功率放大，最終獲得超聲電機的兩相輸入電壓UA及UB，UA及UB為脈寬非恒等的交變電壓，且UA及UB的脈寬線性相關，當αA≤π時，αA+αB＝π；當αA>π時，αA-αB＝π；兩相輸入電壓UA及UB的相位差恒定為π/2。用于對電機轉速進行控制。
【IPC分類】H02N2/14
【公開號】CN105406761
【申請?zhí)枴緾N201511009328
【發(fā)明人】史維佳, 趙輝, 馬杰, 姚郁, 劉曉坤
【申請人】哈爾濱工業(yè)大學
【公開日】2016年3月16日
【申請日】2015年12月28日