[发明专利]一种用于超声电机超高性能指标输出的方法

说明书

本发明公开了一种用于超声电机超高性能指标输出的方法，涉及超声电机领域，所述方法包括：控制门控信号作为D触发器的D端的输入信号，控制SIN零相位信号和COS零相位信号作为或门的输入信号，控制或门的输出信号作为D触发器的时钟端的时钟信号，以实现零相位关断；处于零相位关断时，D触发器的输出端的输出信号与超声电机欧拉矢量的四个零相位点上升沿保持同步；控制D触发器的输出端输出零电平，以使得sin功率拓扑和cos功率拓扑进入反向输入的虚拟短路状态，以实现虚拟短路关断；处于虚拟短路关断时，超声电机sin相回路和超声电机cos相回路中残留的谐振能量以短路形式泄放。本发明能使得超声电机输出超高性能指标。

技术领域

本发明涉及超声电机领域，特别是涉及一种用于超声电机超高性能指标输出的方法。

背景技术

超声电机具有摩擦驱动、断电自锁、响应速度快、力矩/质量比大、无电磁干扰等特点。超声电机是具有欧拉矢量和谐振等特征的旋转作动器。它由相位正交、空间正交的两相驱动信号作用于圆环形定子，并在定子表面上合成得到一个相对于转子作旋转运动的欧拉矢量，因欧拉矢量使定子与转子表面之间存在相对位移而产生旋转摩檫力，该摩擦力反过来推动转子作与欧拉矢量旋转方向相反的旋转运动，如图1所示。超声电机的系统误差（等于机械误差与电气误差之算术和）越小，那么与之对应的超声电机输出的角位移分辨率、角速度分辨率、动态响应率、速度调节范围、摆动率等性能指标就越高。传统型超声电机停止欧拉矢量输出时刻，缺乏或者忽略了相位与谐振能量残留等概念，因门控信号随机选择驱动信号相位点处关断欧拉矢量，使得定子与转子相互之间定位误差为随机误差而非系统误差，又因残留于超声电机两端得谐振能量再次拓展了系统误差，以至于超声电机优异的输出性能得不到充分的挖掘与展示。

发明内容

基于此，本发明实施例提供一种用于超声电机超高性能指标输出的方法，以使得超声电机输出超高性能指标。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

一种用于超声电机超高性能指标输出的方法，所述方法用于逻辑功能拓扑结构；

所述逻辑功能拓扑结构包括：D触发器、或门、sin功率拓扑和cos功率拓扑；

所述或门的输入端用于连接SIN零相位信号和COS零相位信号；所述或门的输出端与所述D触发器的时钟端连接；所述D触发器的D端用于连接门控信号；所述D触发器的输出端分别与所述sin功率拓扑以及所述cos功率拓扑连接；所述sin功率拓扑的输入端用于连接SIN信号，所述sin功率拓扑的输出端用于向超声电机sin相回路输出sin驱动信号；所述cos功率拓扑的输入端用于连接COS信号，所述cos功率拓扑的输出端用于向超声电机cos相回路输出cos驱动信号；

所述方法，包括：

控制所述门控信号作为所述D触发器的D端的输入信号，控制所述SIN零相位信号和所述COS零相位信号作为所述或门的输入信号，控制所述或门的输出信号作为所述D触发器的时钟端的时钟信号，以实现零相位关断；处于所述零相位关断时，所述D触发器的输出端的输出信号与超声电机欧拉矢量的四个零相位点上升沿保持同步；

控制所述D触发器的输出端输出零电平，以使得所述sin功率拓扑和所述cos功率拓扑进入反向输入的虚拟短路状态，以实现虚拟短路关断；处于所述虚拟短路关断时，超声电机sin相回路和超声电机cos相回路中残留的谐振能量以短路形式泄放。

可选地，所述sin功率拓扑，包括：第一虚拟驱动开关、第一虚拟短路开关和反相器；所述cos功率拓扑，包括：第二虚拟驱动开关和第二虚拟短路开关；

所述SIN信号作为所述第一虚拟驱动开关的输入，所述第一虚拟驱动开关用于连接所述第一虚拟短路开关或所述D触发器的输出端；所述反相器的输入端用于连接所述D触发器的输出端；所述第一虚拟短路开关用于连接所述反相器的输出端或GND回路；所述第一虚拟驱动开关的输出端还用于向超声电机sin相回路输出sin驱动信号；