直线超声电机是近二十年发展起来的一种全新原理的电机,该研究以工控机为控制主机、PCL-818L为I/O接口、光栅尺为检测元件构建了一个直线超声电机测控系统.设计了四倍频与脉冲计数电路,对光栅尺输出信号进行了四倍频与可逆计数,使光栅尺的分辨率提高到1μm,并可以测量正反两个方向的位移.实现了对直线超声电机启停与运动方向的控制,并能控制直线超声电机做连续的往返运动.当电机向正方向运行时,通过实验测得驱动电源输出信号的相位差为94.9°,反方向运动时,相位差为-79.1°.设计了一D/A转换电路,实现了将低8位输出的数字信号转化为电压信号,控制驱动电源的输出频率,从而控制电机运动速度.通过改变低8位的数字输出,可以改变驱动电源的驱动频率,并实现了输出信号的频率根据给定的规律进行改变.根据"不连续供电定位"的思想,编写了定位程序,并对定位精度的影响因素进行了理论分析.对电机的启动和关断特性进行了理论分析,分别用M法和M/T法测速原理,编写了电机启动和关断特性测量程序.并用基于M法测速原理的程序实现了电机启动和关断特性的测量.基于MATLAB/Simulink/xPCTarget半实物仿真原理,构建了一个直线超声电机的半实物仿真平台,建立了半实物仿真的Simulink模型,并用构建的半实物仿真系统实现了信号采集、计算和输出,即采集光栅尺的位移信号,转化为速度信号,以速度信号作为反馈量与给定的速度值进行比较,得到速度偏差,经PID控制器计算之后,由采集卡的D/A通道输出,改变驱动电源输出信号的频率,从而改变电机速度.最后对PID控制器参数整定的两种方法(经验法和非线性控制系统优化设计工具箱参数自整定方法)进行了分析比较,采用非线性控制系统优化设计工具箱进行PID控制器参数自整定,使控制方法在半实物仿真中的应用既方便又快捷.