基于lpc2124超声波电机驱动控制系统

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1、第19卷第4期电子设计工程2011年2月Vo1．19NO．4ElectronicDesignEngineeringFeb．2011基于LPC2124的超声波电机驱动控制系统陈俊，张德，赵先锋，李寅鑫(中国工程物理研究院电子工程研究所，四川绵阳621900)摘要：针对行波型超声波电机的驱动控制特性，为方便电机调试，实现电机的转速或位置信号检测，检测电机首次启动时的环境温度，设计了一款基于IC2124的驱动控制系统。采用传统的推挽电路实现功率放大，串联电感进行谐振匹配。运用LPC2124内置的脉宽调制器和A／D转换器，外加微调电阻，可实时调节PWM频率，从而方便电机的调试。霍

2、尔传感器ATS642LSH结合固定在电机转子上的环形齿轮，检测电机转速或位置。采用LM75温度传感器，检测环境温度，给电机的首次启动提供一个参考温度。试验表明，系统能顺利检测环境温度，能稳定、可靠地驱动电机工作，同时检测电机的转速或位置信号。关键词：超声波电机；驱动控制；PWM；ARM中图分类号：rITM359．9文献标识码：A文章编号：1674—6236(2011)04—0o95—04Adriving-controlHngsystemofultrasonicmotorbasedonLPC2124CHENJun，ZHANGDe，ZHAOXian-feng，LIYin-xi

3、n(InstituteofElectronicEngineering，ChinaAcademyofEngineeringPhysics，Mianyang621900，China)Abstract：Forthespecialdrivingandcontrollingfeaturesoftraveling-wavetypeultrasonicmotor，tofacilitatemotor’stesting，todetectthespeedorpositionofmotor，tosensethetemperaturewhenfirstdrivingthemotor，thispa

4、perdesignedasystembasedonLPC2124．Atraditionalpush-pullcircuitamplifiedpowerandseriesinductorresonatedwithmotor．LPC2124’Spulse-widthmodulatorandA／DconvenerwithanadjustableresistorcouldmodulatethefrequencyofPWMrealtime．HallsensorATS642LSHdetectedthespeedorpositionwitharinggearfixedontheroto

5、r．LM75measuredtheenvironmenttemperature，andLPC2124generatedPWMsignalsaccordingtothetemperature，especiallywhenfirstdrivingthemotor．Theexperimentresultsshowthatthesystemcouldsuccessfullymeasurethetemperature，steadilyandreliablydrivemotor，anddetectspeedorpositionsinga1．Keywords：ultrasonicmot

6、or；drivecontrol；PWM；ARM超声波电机是利用压电陶瓷的逆压电效应获得旋转力便快捷，可实现较复杂算法。矩的新型电机，具有体积小、结构紧凑、功率密度大、无电磁1系统电路设计干扰、低速大转矩、响应快、自锁能力强等特点『l叫。由于超声波电机在结构原理、运行特性与传统电磁原理电机有着本质1．1系统方案的差异，决定了其驱动控制技术与传统的电机也有很大的不本驱动控制系统的电路框图如图l所示。同。这也使得超声波电机的驱动控制技术的优劣成为影响超声波电机性能的关键因素之一。根据行波型超声波电机的结构特点和运动机理。其驱动、控制电路系统的设计应满足如下要求HIq：1)提供两

7、相超声频段内(一般为2O～l00kHz)具体一定幅值(峰一峰值150～1000V)的正交的正弦驱动电压；2)超声波电机具有容性负载特性，需要设计匹配电路，以实现功率匹配、滤波和谐振升压的功能；3)应具有调频、调压、调相等方法中的一种方式或混合方式进行调速控制：4)应具图l系统电路框图有闭环控制功能，以适应随工作过程中电机温度的升高而引Fig．1Circuitblockdiagramofsystem起的电机谐振频率的漂移。本文介绍了一款基于LPC2124的系统中LPC2124产生两路相位差为90。方波，两路方波超声波电机驱动控制