曹胜华，金 龙

(1.国电南京自动化股份有限公司，江苏南京 210003;2.东南大学，江苏南京 210096)

0 引 言

超声波电动机是一种新型的直接驱动型微电机，其原理完全不同于传统的电磁电机，它既没有电磁绕组和磁路，也不是通过电磁的相互作用来传递能量，而是利用压电陶瓷的逆压电效应激发出定子弹性体的机械振动，此振动通过定转子之间的接触摩擦来传递能量。与传统的电磁电机相比，超声波电动机具有低速大转矩、不受磁场影响、同时本身也不产生磁场、惯性小、动作响应快、控制特性好、无输入自锁、定位精度高、结构简单、重量轻、噪声小、可直接驱动负载等优异特性［1－2］，是对传统电磁电机的突破和有力补充。由于超声波电动机可直接驱动负载，不使用齿轮变速，既简化了机械结构，也避免了使用齿轮变速所带来的噪声、振动、间隙以及低效率、难控制等一系列问题。超声波电动机作为执行元件，在工业控制系统、汽车专用电器、超高精度测量仪器、办公自动化设备、智能机器人、医疗器械、高教器材、电动窗帘等领域具有广泛应用前景。

超声波电动机是基于高频机械振动和摩擦驱动来工作的，工作过程十分复杂，电机的参数会随着温度和驱动条件的变化而变化，动态数学模型是一个高阶、非线性、参数时变的系统，精确数学模型难于建立，因此超声波电动机的控制系统技术水平对电机的性能好坏影响很大。伴随超声波电动机控制技术研究的深入，超声波电动机控制技术单靠应用传统PWM技术已经满足不了控制精度的要求，这里介绍一种基于高精度PWM技术的超声波电动机控制技术，并给出UMC60型超声波电动机的实验验证。……