白　銳，佟紹成，王　峰
遼寧工業(yè)大學(xué)電氣工程學(xué)院，遼寧錦州

遼寧工業(yè)大學(xué)數(shù)理科學(xué)系，遼寧錦州

北京郵電大學(xué)自動化學(xué)院，北京

摘　　　要：與傳統(tǒng)的電磁感應(yīng)電機不同，超聲電機是利用壓電陶瓷的逆壓電效應(yīng)激發(fā)超聲振動，然后通過定子和轉(zhuǎn)子之間的摩擦作用把電能轉(zhuǎn)化為機械能的一種新型電機。針對超聲電機的非線性、難以建立精確數(shù)學(xué)模型等特性，以目前得到廣泛應(yīng)用的一類超聲電機為研究對象，利用模糊Ｔ�玻幽Ｐ徒�立了超聲電機的模型，基于此模型，結(jié)合模糊狀態(tài)反饋控制和Ｈ∞控制，提出了超聲電機速度的模糊跟蹤控制算法，并采用線性矩陣不等式方法，給出了模糊跟蹤控制器設(shè)計的優(yōu)化算法，所提出的控制方法不僅使得閉環(huán)系統(tǒng)穩(wěn)定，并且可取得Ｈ∞ 跟蹤性能。較后通過仿真驗證了所提出的控制方法具有良好的控制效果。提出的模糊跟蹤控制器為超聲電機的實際應(yīng)用提供了重要的參考價值。

關(guān)　鍵　詞：超聲電機；模糊Ｔ�玻幽Ｐ停荒：隣顟B(tài)反饋控制；Ｈ∞控制

１　引　言
超聲電機的工作原理是利用壓電陶瓷的逆壓電效應(yīng)使定子產(chǎn)生微觀的機械振動，并通過定子和轉(zhuǎn)子之間的摩擦作用，將定子的微觀振動轉(zhuǎn)換成轉(zhuǎn)子的宏觀運動。目前，超聲電機已在宇航、機器人、汽車、微型機械等領(lǐng)域取得廣泛的應(yīng)用［１］。由于超聲電機的壓電特性和定轉(zhuǎn)子之間的摩擦特性，因此超聲電機具有非線性和難以建立精確數(shù)學(xué)模型等特性。目前，已有很多學(xué)者對超聲電機的控制問題展開研究，主要采用的方法包括Ｂａｃｋｓｔｅｐｐｉｎｇ控制和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制［２�玻担荩�但上述工作所研究的超聲電機多為實驗室樣機，通用性不強，且控制器形式復(fù)雜，不利于實際應(yīng)用。某公司的商用超聲電機是目前應(yīng)用較為廣泛的超聲電機，本文以該類電機為被控對象，研究其速度跟蹤控制。首先利用模糊Ｔ�玻幽Ｐ徒�立了超聲電機模型，然后以此模型作為控制器設(shè)計模型，以閉環(huán)系統(tǒng)穩(wěn)定并取得Ｈ∞ 跟蹤性能為控制目標，設(shè)計了模糊狀態(tài)反饋控制器，并采用線性矩陣不等式得出控制器參數(shù)，理論分析及仿真結(jié)果表明，所提出的控制方法具有良好的控制效果。由于本文以一類得到廣泛應(yīng)用的商用型超聲電機為被控對象，并且所提出的控制器不僅形式簡單、易于實現(xiàn)，同時具有良好的控制性能，因此本文工作對于超聲電機的實際應(yīng)用具有重要的參考價值。

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