嵌入式超声电机微步距控制检测系统设计

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1、．电气与自动化·郑之龙，等·嵌入式超声电机微步距控制检测系统设计嵌入式超声电机微步距控制检测系统设计郑之龙。孙志峻(南京航空航天大学a．机电学院，b．航空宇航学院江苏南京210016)摘要：设计了一种行波超声电机的嵌入式微步距控制检测系统，该系统分为三大部分：嵌入式上位机、电机控制器和检测系统。以ARM9微控制器作为主控芯片，将Linux系统和Qtopia图形界面移植到ARM微控制器上，作为整个控制系统的上位机和人机交互的工具；电机控制器使用PSoC芯片．上位机与电机控制器之间用UART进行通信；以基恩士激光位移传感器为核心搭建了

2、微步距检测系统．对整个系统进行了测试。实验结果表明，此系统能实现超声电机精确的微步距控制和检测关键词：超声电机；微步距；嵌入式系统中图分类号：TM32：TP274．5文献标志码：B文章编号：1671—5276(2015)02—0177—04DesignofEmbeddedSystemofMicro-stepControlandMeasurementBasedonUltrasonicMotorZHENGZhi．1ong，SUNZhi-jun(a．CollegeofMechanicalandElectricalEngineering；

3、b．CollegeofAerospaceEngineering，NanjingUniversityofAeronauticsandAstronautics，Nanjing210016，China)Abstract：Thispaperdesignsanembeddedmicro—stepcontrolanddetectionsystemofatravellingwaveultrasonicmotor．Thesys—temiscomposedofthreeparts：theembeddedhostcomputer，themotorco

4、ntroller，andthedetectingdevices．ARM9microcontrolerisadoptedasthemasterchipandtheLinuxsystemandQtopiagraphicalinterfaceareincorporatedintheARMmicrocontrollerasthetoolofthehostPCandhuman．computerinterationoftheoverallsystem．PSoCchipisemployedasthemotorcontroler．andtheco

5、mmunicationmethodbetweenthehostPCandthemotorcontrollerisUART．Todetecttheoutputsoftheultrasonicmotor，ami-cro—stepdetectionsystemisdevelopedbasedontheKeyencelaserdisplacementsensor．Theexperimentalresultsshowthatthesystemcanbeusedtoachieveaccuratemicro—stepcontrolanddete

6、ctionofatravelingwaveultrasonicmotor．Keywords：ultrasonicmotor；micro-step；embeddedsystem型超声电机在适当的驱动信号作用且开环状态下，最小步0引言距可以做到1．2pxad(此时转速为100r／min)]，但目前还难以保持运行的稳定性电磁步进电机的最小步距角可以做到124rad，电磁目前控制系统大多采用PC机与控制器相结合，使用伺服电机的最小步距角可以做到43md。获得更小的步通用操作系统，如windows操作系统。其优点在于能将距角一直为各国学者孜

7、孜以求的目标．各种功能驱动元件PC机的开放性和信息处理能力与电机控制器的运转控制几乎都曾被用来尝试精密旋转定位。超声电机是一种具特性相结合，但整个控制系统成本高、硬件资源浪费严重、有全新原理、全新结构的新型驱动器，它突破了传统的电功耗大，而且windows系统存在延时性。本研究上位机的磁电机的概念．无电枢绕组和磁路．不依靠电磁的相互设计抛弃了传统的PC机．搭建了以触摸屏为人机交互工作用来转换能量．而是利用压电陶瓷的逆压电效应和超具的嵌入式上位机系统，以嵌入式技术为平台，利用其软声振动来获得驱动力．通过摩擦耦合转换成转子或滑块硬件资

8、源可定制的特性，开发了高可靠性、低功耗、高性价的运动⋯。与传统的电磁电机相比，具有惯性小，响应比的嵌入式微步距控制系统。快，控制特性好，噪声小，断电自锁，不受磁场影响，本身不产生磁场。低速大转矩及可直接驱动负载等特性。1控制系统总体设计超声电机作为