白　銳，佟紹成，王　峰
遼寧工業大學電氣工程學院，遼寧錦州

遼寧工業大學數理科學系，遼寧錦州

北京郵電大學自動化學院，北京

摘　　　要：與傳統的電磁感應電機不同，超聲電機是利用壓電陶瓷的逆壓電效應激發超聲振動，然后通過定子和轉子之間的摩擦作用把電能轉化為機械能的一種新型電機。針對超聲電機的非線性、難以建立精確數學模型等特性，以目前得到廣泛應用的一類超聲電機為研究對象，利用模糊Ｔ�玻幽Ｐ徒�立了超聲電機的模型，基于此模型，結合模糊狀態反饋控制和Ｈ∞控制，提出了超聲電機速度的模糊跟蹤控制算法，并采用線性矩陣不等式方法，給出了模糊跟蹤控制器設計的優化算法，所提出的控制方法不僅使得閉環系統穩定，并且可取得Ｈ∞ 跟蹤性能。較后通過仿真驗證了所提出的控制方法具有良好的控制效果。提出的模糊跟蹤控制器為超聲電機的實際應用提供了重要的參考價值。

關　鍵　詞：超聲電機；模糊Ｔ�玻幽Ｐ停荒：隣顟B反饋控制；Ｈ∞控制

１　引　言
超聲電機的工作原理是利用壓電陶瓷的逆壓電效應使定子產生微觀的機械振動，并通過定子和轉子之間的摩擦作用，將定子的微觀振動轉換成轉子的宏觀運動。目前，超聲電機已在宇航、機器人、汽車、微型機械等領域取得廣泛的應用［１］。由于超聲電機的壓電特性和定轉子之間的摩擦特性，因此超聲電機具有非線性和難以建立精確數學模型等特性。目前，已有很多學者對超聲電機的控制問題展開研究，主要采用的方法包括Ｂａｃｋｓｔｅｐｐｉｎｇ控制和神經網絡控制［２�玻担荩�但上述工作所研究的超聲電機多為實驗室樣機，通用性不強，且控制器形式復雜，不利于實際應用。某公司的商用超聲電機是目前應用較為廣泛的超聲電機，本文以該類電機為被控對象，研究其速度跟蹤控制。首先利用模糊Ｔ�玻幽Ｐ徒�立了超聲電機模型，然后以此模型作為控制器設計模型，以閉環系統穩定并取得Ｈ∞ 跟蹤性能為控制目標，設計了模糊狀態反饋控制器，并采用線性矩陣不等式得出控制器參數，理論分析及仿真結果表明，所提出的控制方法具有良好的控制效果。由于本文以一類得到廣泛應用的商用型超聲電機為被控對象，并且所提出的控制器不僅形式簡單、易于實現，同時具有良好的控制性能，因此本文工作對于超聲電機的實際應用具有重要的參考價值。

登錄網站后可下載文件