内置角度传感器一体化超声电机伺服控制系统

摘要

内置角度传感器一体化超声电机伺服控制系统，涉及对超声电机的伺服控制。它包括指令模块、补偿模块、数字处理模块、驱动板和一体化执行机构；指令模块向补偿模块发出指令，补偿模块将指令转换为频率控制信号并发送至数字处理模块；数字处理模块将频率控制信号处理为方波信号并发送至驱动板，驱动板将方波信号放大后输入到一体化执行机构中，一体化执行机构为内置角度传感器的空心超声电机，角度传感器反馈速度位置信息，经驱动板、数字处理模块到达补偿模块，通过比较、补偿和转换，产生新的频率控制信号发送至驱动板，实现闭环控制。本发明具有高可靠性、高精度和良好的环境适应性，特别适合用作多自由度平台的轴端伺服控制系统。

主权项

内置角度传感器一体化超声电机伺服控制系统，其特征在于：包括指令模块、补偿模块、数字处理模块、驱动板和一体化执行机构；所述指令模块向补偿模块发出速度位置指令，补偿模块将速度位置指令进行存储、运算和转换，产生频率控制信号并发送至数字处理模块；数字处理模块将频率控制信号处理为方波信号并发送至驱动板，驱动板将方波信号放大处理后输入到一体化执行机构中，一体化执行机构开始运转；所述一体化执行机构包括超声电机和角度传感器，所述角度传感器嵌于超声电机的内部，角度传感器敏感超声电机的速度值和位置值，并转换为模拟信号反馈至数字处理模块，数字处理模块将所述模拟信号进行解码处理后，得到数字信号并反馈至补偿模块，补偿模块通过比较、补偿和转换，产生新的频率控制信号并发送至数字处理模块，数字处理模块将新的频率控制信号处理为新的方波信号并发送至驱动板，实现对超声电机的闭环控制；所述超声电机为空心超声电机，所述空心超声电机包括定子(6)、转子(7)、底座(8)、外壳(9)和轴承(10)，所述定子(6)由金属基体(11)和压电元件(12)组成，所述金属基体(11)为空心的环形金属且上表面开有齿槽，金属基体(11)与底座(8)固定连接，所述压电元件(12)固定于金属基体(11)的下表面；所述转子(7)包括法兰(13)和转轴(14)，法兰(13)和转轴(14)连接，法兰(13)与金属基体(11)的齿槽相接触，用于输出超声电机的力矩，所述转轴(14)为空心结构；所述外壳(9)位于法兰(13)的上方，并与底座(8)固定连接；所述轴承(10)有两个，均与转轴(14)配合，其中一个轴承(10)位于法兰(13)和转轴(14)的连接处，用于使法兰(13)产生预变形，提供定子(6)与转子(7)之间所需的预压力；所述角度传感器包括空心结构的角度传感器定子(15)、角度传感器转子(16)和引线(18)；角度传感器定子(15)与空心超声电机的定子(6)的内表面配合，角度传感器转子(16)与空心超声电机的转子(7)的转轴(14)的外表面配合，角度传感器的引线(18)与数字处理模块连接。