吴九新

摘 要：近年来，随着我国科学技术水平的提高，超声电动机控制技术也得到了空前的发展，超声电动机控制技术已经广泛应用于航空航天、精密仪器等高精尖行业。该文对超声电动机控制技术原理进行了阐释，针对现阶段我国超声电动机控制技术的现状以及存在的问题，提出了几点有效的措施，并对超声电动机控制技术未来发展的方向进行了分析。

关键词：超声电动机 控制技术 应用领域 发展前景 有效策略

中图分类号：TM359.9 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2015）09（c）-0030-02

在科学技术全球化趋势的影响下，我国超声电动机控制技术也逐渐受到社会各界的广泛关注，对于超声电动机控制技术的研究主要为材料特点、控制技术机理和超声电动机控制结构、以及超声电动机制作材料的电工工艺等方面。只有提高超声电动机控制技术水平，将其应用于多种领域，才能提高我国科学技术水平。

1 超声电动机的具体内涵

1.1 超声电动机界定

超声电动机英文名为USM，它属于一种新型的微型电机，它的发电原理主要是使用压电陶瓷进行电效应，然后通过把电能转化为机械能的方法，根据摩擦力进行驱动和控制。与传统的电磁电机相比，其具有很多优势，例如：超声电动机体积小、响应速度较快、设计自由化程度高、不会受到电磁场的干扰、轻功率密度较大、掉电的自由程度保持。

1.2 超声电动机的原理

超声电动机的工作原理就是利用逆压效应，使用高压材料，将高频的电能源转化成为高频的机械动能源，然后使定子达到共振的情况，将定子和转子二者之间进行转换，利用摩擦力驱动转子进行旋转运动。超声电动机控制技术包括多个方面，每个控制技术只是其应用的一个领域，超声电动机内部结构十分复杂，科研人员可以利用这一特点，详细、全面、充分的了解超声电动机的工作原理，从而提高超声电动机控制技术水平。

1.3 超声电动机的结构

超声电动机都是由壳体、转子、定子、轴承、以及压电陶瓷等部分构成的，与传统的电动机相比，其最大的不同就是因为超声电动机内没有永磁体与线圈，因此不受电磁的影响，而且定子和转子之间还有一层摩擦材料，这样能够减少定子与转子在压力下因为接触出现的磨损。

2 超声电动机控制技术的现状

2.1 超声电动机控制技术原理

超声电动机控制速度受到超声波振动的角频率、两路输入信号的震动幅度、两路输入的信号方位差、行波的波动数等影响。通过改变刺激的超声电动机的定子两边的电压值，就可以互相调节两端的位差以及波动频率，从而达到控制速度的目的。这种改变通电时间的方法更具有可控性。

2.2 超声电动机控制技术类型

2.2.1超声电动机频率跟踪控制技术

超声电动机本质上是利用摩擦进行驱动，但是定子之间的摩擦情况以及滑动率是不能确定的，而且定子频率会随着温度的升高而升高、温度的降低而降低。超声电动机频率跟踪控制技术不仅能够稳定超声电动机的工作频率，同时还能提高超声电动机的整体性能，具有较好的抗干扰性能，而且还能连续持续的工作，最主要的缺陷就是需要额外的传感系统。

2.2.2不采用模型跟踪控制技术

超声电动机自身的内部结构复杂繁琐，尤其是其驱动结构中的非线性因素众多，因此并没有建立一个统一的明确的动态数学控制模型，仅仅依靠一种控制技术是不够实现合理、科学的控制，因此只有采用多种变量相结合的方法，才能达到控制的目的。超声电动机并没有采用任何跟踪控制模型，也没用建立数学模型就能够控制9。随着科学技术的不断发展，日本科学研究出采用PI控制技术就能够有效解决抖动速度的方法，但其缺点就是动态性能不合理。经过多年的发展，终于研究出新型的控制方法，这些技术能够适用于没有明确数学模型的超声电动机，或者是非线性速度的超声电动机。

2.2.3采用PI、模糊控制

采用数学模型控制的超声电动机普遍存在一个问题，就是动态性较低，超调量很大，调整耗费时间，因此经过多年的研究，研究人员在采用数学模型控制的基础上增加了PI和模糊控制技术，设计出了能够进行混合控制的遥控技术。这样不仅能够实现超声电动机精准定位的目标，同时还能确保超声电动机系统的完整性和稳定性，提高超声电动机控制技术水平不仅能够提高超声电动机自身的性能，同时还能使超声电动机的设计更加趋于便捷化和人性化，值得广泛应用。

3 超声电动机控制技术的未来发展方向

现阶段，超声电动机控制技术在我国社会中占有十分重要的地位，控制技术作为超声电动机中最重要的组成环节，在超声电动机使用过程中发挥了不可替代的作用。随着我国科学技术水平的不断发展，超声电动机控制技术程度也逐渐提高，在这种背景下，对控制技术的要求也越来越高，因此提高超声电动机控制技术水平成为许多知名专家学者重点研究的项目。控制技术的好坏直接影响了超声电动机的优劣，同时也能够反映出科技水平的高低，由此可见，控制技术对于超声电动机的重要性。目前经过多年的法发展，虽然我国超声电动机控制技术已经取得了一定的成效，但仍然存在诸多问题，与国外先进的超声电动机控制技术相比，依然很大，因此在未来我国的超声电动机控制技术应该朝着以下几个方向发展：

（1）从控制技术本身出发，根据超声电动机的自身特点，速度特性，构建合理、科学的数学模型，建立健全系统识别体系，根据以上条件开发和研究超声电动机整体控制系统。

（2）从现代理论的基础上创新，与时俱进、开拓创新，在实践的基础上创新，在创新的基础上实践，从而寻找和建立一种更为安全、便捷的超声电动机控制手段，例如选择参数模型、模糊模型、遗传算法、网络控制、混合控制等方法进行合成和控制，从而提高超声电动机控制的技术水平。

（3）从检测技术入手，对超声电动机进行更好的控制，建立超声电动机动态模型，进行输出检测，这不仅能够提高超声电动机的安全性，同时还是实现各种控制的首要条件。

（4）从超声电动机工作特殊的原理出发，结合多种控制方法，由于其自身的独特性，采用一种控制方法往往不能收到良好的成效，因此应该在构建数学模型的基础上结合PI控制技术以及模糊技术等，充分发挥超声电动机控制技术的优势。

（5）推动超声电动机的商业化，现阶段我国很多超声电动机控制技术不完善，因此并没有形成统一的控制电路，而且管理不规范，这些都不利于推动超声电动机的商业化，因此要尽量使用集成的电路芯片，简化超声电动机的驱动控制原理和电路，从而开发以单机为核心的超声电动机控制电路。

4 结语

综上所述，超声电动机的应用十分广泛，随着我国科学技术水平的不断向前发展，超声电动机的应用范围还在逐渐扩大，控制技术作为超声电动机的关键环节，在超声电动机应用的过程中发挥了重要的作用。随着新型控制技术的出现和发展，传统的控制技术已经不能满足现代超声电动机自身的需要，因此越来越多的控制技术被开发出来，每种控制技术各具特色。提高超声电动机控制技术水平，不仅能够提高超声电动机的工作效率和水平，十分便捷、高效，与此同时它还影响了其他领域。总之，提高超声电动机控制技术工作任重而道远，需要党和国家、科研研究人员等共同努力！

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