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基于dds技术的超声波电机驱动技术研究

  • 资源大小:8101
  • 上传时间: 2022-09-20
  • 上传用户:haoman
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  • 标      签: dds 超声波 电机驱动

资 源 简 介

超声波电机(USM)具有调频、调相、调幅三种驱动控制方式,驱动电路的设计很大程度上决定了电机的性能,国内目前现有的驱动系统大多控制方式单一且精度较低,达不到精确控制的要求,因此设计精度高、响应迅速、定位准确的超声波电机驱动系统,具有重要的现实意义。

本文分析了当前国内外相关超声波电机驱动技术,针对驱动系统的设计要求,研究开发了基于直接数字频率合成(DDS)技术的超声波电机驱动系统。在分析研究 DDS工作原理和基本结构的基础上,介绍了超声波电机驱动系统方案设计过程,完成了超声波电机驱动系统硬件设计。系统以单片机AT89LS52为控制器,两片AD9854产生两路相位、幅度、频率均连续可调的正余弦信号,采用MAX274设计八阶巴特沃斯带通滤波器去除信号噪声,两级放大电路实现800倍电压放大,其中第二级以高压运算放大器PA85为核心,实现功率放大,光电编码器作为反馈装置实现系统闭环控制。在完成电路原理设计的基础之上,完成了印刷电路设计以及电路板调试工作。采用KEILC编程语言完成了系统软件设计,实现了调频、调幅、调相、键控频移、二进制键控相移等多种信号调制方式,可以分别采用调频、调幅、调相方式对电机进行精确调速。

系统调试与分析的结果表明,本文开发的系统满足课题设计要求。

关键词:超声波电机直接数字频率合成技术(DDS)驱动与控制AD9854PA85

目前USM产业化和实用化正在快速发展,在一定程度上开始取代某些小型电磁电机。国外在上世纪90年代开始进入超声波电机的实用化、商品化开发阶段。如日本已将超声波电机广泛用于照相机镜头的自动聚焦系统];三星公司将微型超声波电机用于手机摄像头:美国JPL实验室研制的用于宇宙飞船船体检测的爬壁机器人驱动装置];Akihiro公司将其用于高档手表的振动报时;高档汽车中应更加广泛:座椅调整、方向盘位置调整、后视镜角度调整、以及应用于门窗、雨刮器、刹车传动装置等;此外办公设备、家电和PC机、平板振子输送纸机构、X-Y绘图仪、直角坐标自动定位装置等也有所应用,体现了超声波电机广阔的应用前景[]。日本在该领域的研究处于世界领先地位,几乎拥有大部分有关超声波电机的发明专利,并且个别种类的超声波电机已经实现产业化,在国民经济中发挥着重要作用l。

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