1.一种超声波电机的脉冲宽度调制的控制方法,其特征在于,包括:接收用户设定的超声波电机的目标参数,其中,所述目标参数包括目标频率、期望输出扭矩和运行速度;
根据所述目标参数,生成对应的脉冲宽度调制信号,其中,所述脉冲宽度调制信号包括占空比和频率参数;
从与超声波电机连接的传感器中采集超声波电机的运行反馈数据,其中,所述运行反馈数据包括超声波电机的实际频率、相位偏移以及环境温度;
根据所述实时反馈数据,对脉冲宽度调制信号的占空比和频率进行动态调整;
记录超声波电机运行过程中采集的运行反馈数据和动态调整记录,用于后续故障诊断和控制优化。
2.根据权利要求1所述的超声波电机的脉冲宽度调制的控制方法,其特征在于,还包括:接收与用户设定目标参数相关的运行限制条件,包括超声波电机的最大允许频率、最大扭矩范围以及安全速度限制;
基于接收到的运行限制条件,对用户设定的目标参数进行检查,判断是否超出运行限制;
如果检测到目标参数超出限制条件,则向用户发送修改提示或根据预设规则自动调整目标参数,使其符合限制条件并满足电机安全运行要求。
3.根据权利要求1所述的超声波电机的脉冲宽度调制的控制方法,其特征在于,还包括:根据传感器采集的实时反馈数据,按数据类别进行分组处理,其中,实际频率数据用于调整脉冲宽度调制信号的频率,相位偏移数据用于优化占空比,而环境温度数据用于评估整体运行稳定性;
当实时反馈数据表明某一类别数据的变化幅度超过预设阈值时,触发动态响应机制,所述动态响应机制包括增加该类别数据的采样频率或调整相关控制参数。
4.根据权利要求1所述的超声波电机的脉冲宽度调制的控制方法,其特征在于,还包括:在记录超声波电机运行反馈数据和动态调整记录的同时,将记录数据加密后同步上传至远程存储服务器;
在远程服务器端建立实时运行数据分析模型,对上传的数据进行自动分类和异常趋势检测;
根据检测结果,向用户提供实时运行状态报告和优化建议,并在发现可能的故障趋势时提前发出预警信息。
5.根据权利要求1所述的超声波电机的脉冲宽度调制的控制方法,其特征在于,还包括:定期从传感器中采集历史运行数据,包括频率、相位偏移和环境温度,并将采集的数据存储为时间序列记录;
基于存储的时间序列记录,使用趋势分析方法计算关键参数的长期变化趋势;
根据趋势分析结果,动态调整脉冲宽度调制信号的初始参数配置,以适应长期运行条件变化,确保电机持续稳定运行。
6.根据权利要求1所述的超声波电机的脉冲宽度调制的控制方法,其特征在于,所述接收用户设定的超声波电机的目标参数,包括:检查用户输入的目标频率、期望输出扭矩和运行速度是否符合电机的运行范围;
根据预设的参数相关性规则,验证目标参数之间是否符合逻辑关系,若发现冲突,生成调整建议并通知用户。
7.根据权利要求1所述的超声波电机的脉冲宽度调制的控制方法,其特征在于,所述记录超声波电机运行过程中采集的运行反馈数据和动态调整记录,包括:根据数据来源和类型,将运行反馈数据和动态调整记录分别分类为频率数据、相位数据和环境数据,同时标记异常数据点以供后续分析使用;
从采集的数据中提取对故障诊断和运行优化最相关的关键指标,所述关键指标包括频率漂移趋势和相位偏移累积值;
对存储的关键数据和异常记录进行统计分析,生成趋势报告和性能评估结果,并将报告存储或同步至远程服务器,供用户和维护人员使用。
8.根据权利要求1所述的超声波电机的脉冲宽度调制的控制方法,其特征在于,所述根据所述目标参数,生成对应的脉冲宽度调制信号,包括:基于目标频率、当前环境温度、相位偏移及电机历史运行数据, 计算脉冲宽度调制信号的频率参数, 其中, 频率参数根据以下公式确定:按照如下的公式(1),计算脉冲宽度调制信号的输出频率:;
其中, 为脉冲宽度调制信号的输出频率;为目标频率;为参考温度;为当前温度; 为实时相位偏移量; 为历史频率偏移数据;表示历史数据的采样点数量;中的0代表当前采样周期的开始时间;表示当前时间; 和 为加权因子;
按照如下的公式(2),计算脉冲宽度调制信号的占空比:;
其中,为脉冲宽度调制信号的占空比; 为根据期望输出扭矩和速度计算的目标功率; 为电机的额定功率;为实时相位偏移量; 为允许的最大相位偏移; 为相位偏移修正因子;
在频率参数和占空比生成后, 通过动态约束条件进行优化,所述动态约束条件包括频率约束和占空比约束;所述频率约束采用如下的公式(3):;
其中, 和 分别为超声波电机的谐振频率范围的上限和下限;
所述占空比约束采用如下的(4):
;
其中, 和 分别为允许的最小和最大占空比。
9.根据权利要求1所述的超声波电机的脉冲宽度调制的控制方法,其特征在于,所述根据所述实时反馈数据,对脉冲宽度调制信号的占空比和频率进行动态调整,包括:基于实时反馈数据中目标输出功率、实际输出功率和相位偏移,利用改进的非线性比例-积分-微分控制算法,动态调整脉冲宽度调制信号的占空比,具体包括:按照如下的公式(5),计算当前误差频率:
;
其中,是目标输出功率,由用户设定; 通过传感器采集的实际输出功率;
利用如下的公式(6),计算占空比调整值:
;
其中,为比例增益系数;为积分增益系数;为微分增益系数;为实时相位偏移量; 为允许的最大相位偏移;为当前时间;、 和 为非线性调节因子;
根据如下的公式(7),计算占空比调整值 :;
其中, 为温度灵敏度系数;为参考温度;为当前温度;
根据如下的公式(8),更新脉冲宽度调制信号的占空比:;
其中,为更新后的占空比;是当前占空比。
10.根据权利要求1所述的超声波电机的脉冲宽度调制的控制方法,其特征在于,所述从与超声波电机连接的传感器中采集超声波电机的运行反馈数据,包括:采集当前环境温度以及实际频率 ,并根据如下的公式(9)进行频率修正:;
其中, 为温度修正后的频率; 为线性温度修正系数; 为非线性温度修正系数;
将经过修正后的频率作为修正后的频率数据,用于调整脉冲宽度调制信号。