中文摘要：

采用超声波电机技术，实现多自由度的超声波电机国内外尚处起步阶段，与电磁型电机相比有许多优势，是个发展方向，若取得突破，将达到简化机构、提高精度、消除传动间隙、减轻重量等作用。多自由度电机一直是电机工作者的一个梦想，适合于机器人肩腕关节（如空间机器人、月球车等各种空间探测器）、多座标机械加工中心、CCD云台、眼球驱动等机构和设备，具有较广泛的应用前景。本项目将围绕行波型三自由度行波型超声波电机，一

结论摘要：

多自由度超声波电机是电机研究领域的前沿课题，也是超声波电机研究领域的前沿课题。近年来，多自由度超声波电机得到了长足发展，是实现多自由度驱动的首选电机。报告围绕多自由度行波型超声波电机数学模型、结构和工艺实现、驱动控制等基础问题展开系统研究。 (1) 简要回顾了多自由度超声波电机的发展历史和现状，探讨目前几种典型电机的结构、机理、性能、控制方法、应用前景和发展趋势，比较其优缺点，最后指出多自由度行波型超声波电机具有一定的比较优势，并提出需要解决的一些问题。 (2) 建立三自由度行波型超声波电机驱动数学模型及二自由度行波型超声波电机驱动数学模。 (3) 介绍基于DSP的超声波电机动态特性测试及其控制系统。针对超声波电机强非线性时变等特点，提出了使用神经元自适应PID算法实现行波超声波电机的速度和位置控制。实验表明，使用神经元自适应PID控制策略与传统的PID控制相比有较高的精度。 (4) 探讨了二自由度行波型超声波电机的实现问题。研制的样机球转子直径为45mm，定子直径为30mm，实现的堵转力矩为120mNm，空转转速12r/min，且各方向运转平稳，输出性能较一致。