基于有效集筛选的超声电机无模型控制策略

微特电机 ›› 2026, Vol. 54 ›› Issue (3): 11-15.

基于有效集筛选的超声电机无模型控制策略

梁宇飞¹,狄思思²,李华峰¹

1. 南京航空航天大学航空航天结构力学及控制国家重点实验室,南京 210016; 2. 南京工程学院自动化学院,南京 211167

出版日期:2026-03-28 发布日期:2026-03-27
作者简介:梁宇飞( 1997—) ,男,博士研究生,从事超声电机研究工作。狄思思( 1989—) ,女,博士,讲师,主要研究方向为超声电机智能控制。李华峰( 1974—) ,男,博士,教授,从事超声电机及其驱动控制研究工作。
基金资助:
国家自然科学基金项目( 52277055) ;南京工程学院引进人才科研启动基金项目( YKJ202111)

Active Set-Based Model-Free Adaptive Control for Ultrasonic Motors

LIANG Yufei¹,DI Sisi²,LI Huafeng¹

1. State Key Laboratory of Mechanics and Control for Aerospace Structures,Nanjing Aeronautics and Astronautics University,Nanjing 210016,China; 2. School of Automation,Nanjing Institute of Technology,Nanjing 211167,China

Online:2026-03-28 Published:2026-03-27

摘要/Abstract

摘要： 针对超声电机复杂非线性时变系统特性,难以建立精准数学模型提升控制精度的问题,本文引入不依赖系统模型的改进无模型自适应控制算法( model-free adaptive control, MFAC) 。基于输入激励频率和输出转速的等效关系,将有效集方法( active set,AS) 应用于 MFAC 方法的控制输入寻优。对比实验表明,在空载运行时,AS-MFAC算法在可调参数减少的情况下,保持更低的转速波动;在周期性负载变化时,该算法的最大跟踪误差仅为 5. 43%,表现出较强的鲁棒性。

关键词: 无模型自适应控制, 超声电机, 有效集方法, 二次规划寻优, 数据驱动控制

Abstract: To address the difficulty in establishing accurate mathematical models for the complex,nonlinear,and timevarying characteristics of ultrasonic motors, this paper introduces an improved model-free adaptive control ( MFAC ) algorithm. Based on the equivalent relationship between input excitation frequency and output speed,the active set ( AS) method is applied to optimize the control input of MFAC. Comparative experiments show that under no-load conditions,the AS-MFAC algorithm achieves lower speed fluctuations with fewer tunable parameters; under periodic load changes, it exhibits strong robustness with a maximum tracking error of only 5. 43%.

Key words: model-free adaptive control ( MFAC) , ultrasonic motors, active set method, quadratic programming, datadriven control

中图分类号:

TM359. 9

梁宇飞, 狄思思, 李华峰. 基于有效集筛选的超声电机无模型控制策略[J]. 微特电机, 2026, 54(3): 11-15.

LIANG Yufei, DI Sisi, LI Huafeng. Active Set-Based Model-Free Adaptive Control for Ultrasonic Motors[J]. Small & Special Electrical Machines, 2026, 54(3): 11-15.

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