[发明专利]超声波电动机的控制方法和相应的控制机构

权利要求书

1.一种用于控制超声波电动机(M)的从动元件(10)的移动速度或位置从第一设定状态到第二设定状态的方法，所述第一设定状态由所述从动元件(10)的开始速度和开始位置中的至少一个限定，所述第二设定状态由所述从动元件(10)的结束速度或结束位置中的一个或两者限定，所述超声波电动机(M)包括超声波致动器(1)，所述超声波致动器(1)具有至少第一和第二声波用发电机(3、4)，其中所述发电机(3、4)中的一方、或是所述发电机(3、4)中的双方被施加电力激励电压，所述方法包括以下步骤：

－从所述从动元件(10)的所述第一设定状态出发，如此设定所述电力激励电压的频率(fu)，使得该频率(fu)等于或接近所述超声波致动器(1)的机械谐振频率(frm)；

－使用速度传感器或位置传感器(13)的至少一个的信号将所述电力激励电压的频率(fu)朝所述超声波致动器的反谐振频率(fa)改变，直到达到所述第二设定状态为止；

－借助反相频率改变以预定精度调节所述从动元件(10)的所述结束速度或所述结束位置。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，在达到所述从动元件(10)的所述结束速度或所述结束位置时附加地控制所述从动元件(10)的速度或位置，或者借助振幅调节器(45)设定激励所述声波用发电机(3、4)中的一方的电压。

3.根据权利要求1所述的方法，其中，所述电力激励电压的频率(fu)由独立发电机(35)预先给定。

4.根据权利要求1所述的方法，其中，使用自激励振荡器来产生所述电力激励电压的频率(fu)，所述自激励振荡器的频率发生元件是用于所述超声波致动器(1)的机械变形的传感器。

5.根据权利要求4所述的方法，其中，通过对所述自激励振荡器的相移元件内的相移量值施加影响来变更所述电力激励电压的频率(fu)。

6.根据权利要求4所述的方法，其中，所述自激励振荡器根据频率比例控制原理进行工作。

7.根据权利要求1所述的方法，其中，用于所述从动元件(10)的速度或位置的至少一个的调节器(38)根据PID频率调节原理进行工作。

8.根据权利要求4所述的方法，其中，使用电压作为用于所述超声波致动器(1)的机械变形的所述传感器的信号，所述电压由非电力激励的第一或第二声波用发电机(3、4)产生，或者由布置在所述超声波致动器(1)上的附加电极(69)产生，或者由布置在所述超声波致动器(1)上的附加压电元件(70)产生。

9.根据权利要求1所述的方法，其中，对所述第一或第二声波用发电机(3、4)中的各方施加相同频率的电力激励电压。

10.根据权利要求9所述的方法，其中，在对所述发电机(3、4)施加的所述激励电压之间存在以0至+/-180°范围内的任意角度的相移。

11.根据权利要求9所述的方法，其中，使用振幅调节器(45)来调节对所述声波用发电机(3、4)中的一方施加的所述激励电压的振幅。

12.根据权利要求9所述的方法，其中，

改变所述频率(fu)包括在所述超声波致动器的总电流(Iu)减小的方向上改变第一电压(U1)的所述频率(fu)，直到达到所述从动元件的所述第二设定状态；并且

其中在确定所述从动元件已达到所述第二设定状态后，通过控制回路保持所述从动元件的所述第二设定状态，在所述控制回路中通过改变下面措施中的一个或两者来减小检测到的当前设定状态与所述第二设定状态的偏差：

(c1)相对于第二电压(U2)的频率改变所述第一电压(U1)的频率；

(c2)相对于第二电压(U2)的幅度改变所述第一电压(U1)的幅度。