东南大学小型柱体超声波电机驱动控制电路研究与设计

小型柱体超声波电机驱动控制电路的研究探讨了一种新型电机——小型柱体超声波电机的驱动技术。这项研究由潘序之和王心坚进行，他们在东南大学电气工程学院开展，重点关注了电机的运行机理和控制电路的设计。 柱体超声波电机以其独特的优点，如体积小巧、结构简单和无需粘接，特别适用于小型化精密控制系统和非连续运动应用，例如日本佳能公司的镜头调焦系统已经采用了这种电机。研究者介绍了一种由定子和两个转子组成的双转子电机，以及清华大学研发的单转子和自由-自由弯曲振动模式的电机，这些电机尺寸各异，但都展现了高效性能。 电路设计的核心是实现了分频电路与功率PWM（脉宽调制）的逻辑结合，通过这种方法，设计出四路PWM驱动波形，确保了电机的精确控制。驱动电路设计中讨论了可能遇到的问题，比如电路匹配和功率优化，这关系到电机的效率和稳定性。 速度PID（比例-积分-微分）调节被用来实现对电机速度的精确控制，这是一种常见的电机控制策略，通过调节三个参数来消除误差，提高系统的动态响应和控制精度。PID调节在小型柱体超声波电机中起着关键作用，确保电机在不同负载下的稳定运行。 使用的PIC18F2431是一款高性能的微控制器，它具有40MHz的工作频率和高速数据处理能力，这为电机控制提供了强大的硬件支持。开发环境的选择对于高效地实现电机控制算法和实时处理电机状态至关重要。 这项研究深入剖析了小型柱体超声波电机的驱动电路设计，不仅介绍了电机的工作原理，还展示了如何通过先进的控制技术和合适的硬件平台来优化电机性能，为这类电机在实际应用中的高效运作提供了理论基础和技术支持。