尺蠖式压电陶瓷驱动电源设计

为了满足尺蠖式压电陶瓷驱动器的控制需要,设计了相应的驱动电源。DSP是控制器,通过网口接收上位机的控制命令,通过异步总线与FPGA进行数据通信,FPGA操作4路D/A生成4路满足相应时序要求的波形,波形经过精密运放前级放大和由分立元器件搭建的功率放大,输出到尺蠖式压电陶瓷驱动器的电源输入端。测试和试验表明,电源带宽高,纹波小,阶跃响应特性和动态特性良好,能够精确的控制尺蠖式压电陶瓷驱动器微位移定位,可以应用在精密工程技术领域中。     

用于快速反射镜的压电陶瓷驱动系统设计

设计了一种用于快速反射镜的压电陶瓷驱动系统,并进行了检测。首先分析了快速反射镜的驱动原理,并确定系统的主要设计指标;然后以PA92为驱动核心,分别进行输入级电路、滤波电路和高压放大计电路的设计,该系统具有3路驱动通道：一路固定100 V输出;两路0~100 V可变输出,可实现快速反射镜的推拉驱动。实际测试结果表明：该系统输出电压的非线性度为0.075%,最大纹波电压峰峰值为8.2 mV,驱动10μF的等效负载时,100 V大信号阶跃响应上升时间和下降时间约为290μs,实际驱动 S340型快速反射镜时,系统的-3 dB带宽达到326 Hz,提高了快速反射镜的频率响应范围。     

基于压电驱动的精密步进旋转电机

为了保证微小型电机的速度和承载能力,同时获得较高的运转分辨率,提出一种以压电叠堆为驱动元件基于尺蠖运动原理的新型精密旋转电机方案。电机结构中转子无绕线结构,定子采用柔性铰链双侧对钳方式交替对转子起到钳位作用。对电机工作原理进行了分析研究,采用MSC Patran/Nastran有限元软件对机械结构进行了仿真分析,并对所开发的电机样机进行了实验测试。测试结果与理论分析结果基本相符,所开发样机的旋转速度可达3308．6μrad/s、输出扭矩为0．294N·m、单步最小转角(旋转分辨率)为 0．206μrad。电机性能稳定可靠,可望在光学工程、精密工程等相关领域得到应用。     

前馈控制算法校正相移微动台非线性运动

压电陶瓷具有推力大,响应速度快,分辨率高和能耗低等优点,但其形变量小,所以需要位移放大机构对其形变量进行放大,实现长行程高分辨率位移。针对压电陶瓷作为驱动器,柔性铰链位移放大装置作为导向机构的相移微动台运动存在非线性问题,采用多项式模型对其位移特性进行建模,通过求解逆多项式获得使其线性运动非线性电压,利用实验对非线性运动校正结果进行验证。实验结果表明,所采用前馈控制算法可以很好的校正相移微动台非线性运动,校正后相移台在x,y方向产生的最大相移误差为4°与3.2°,满足高精度相移干涉测量对相移台相移误差要求。     

纳米电机驱动大行程超精密工作台的设计研究

介绍了一种由压电陶瓷拨爪电机驱动的一维纳米级定位精度工作台的工作原理及其设计.压电陶瓷拨爪电机可以避免使用传统的粗精两级定位机构,直接实现纳米级驱动定位.针对压电陶瓷拨爪电机的特性,设计了低摩擦的磁悬浮导轨,并采用分体式结构和柔性铰链,将驱动系统与定位工作台隔离,从而有效减少了压电陶瓷拨爪电机在驱动时产生的高频震动对定位精度的影响.固定在工作台上的直光栅实现了对工作台位移的高精度闭环检测.经测试,工作台可以实现0-200mm范围,10nm分辨率的快速、高精度定位,满足纳米测量的要求.     

用于纳米长度测量的超微直线驱动原理和装置

纳米级驱动装置是纳米测量技术的关键器件,目前广泛采用压电材料制作变形元件实现超微直线位移。本文介绍的装置是一个精密机械与电气控制系统的组合体。     

大范围线性化最优鲁棒容错快关控制系统的设计

将直接反馈线性化理论运用于汽轮发电机组快速汽门控制的设计中，得到了实用的非线性快速汽门控制规律。在此基础上，提出了一种对反馈测量通道故障具有鲁棒容错性的大范围线性化最优快关控制系统设计方法。所设计的系统实现了大范围稳定。并且由于采用对测量通道容错的完整性设计方法，提高了系统的可靠性。又由于采用多回路同时镇定方法，也提高了系统在测量通道发生故障下的动态特性。     

基于单片机的压电谐波电机控制系统的研究

文章阐述了压电谐波电机的工作原理，提出了压电谐波电机的控制系统的一种设计方案。利用单片机控制系统完成电机的起动、调速、换向与暂停等控制功能，结合力反馈，可以实现较高级的控制任务。     

一种结构简单的高精度压电尺蠖式位移致动器

介绍了一种结构简单、易装配的高精度压电尺蠖式位移致动器,阐述了致动器的工作原理和结构.致动器采用叠堆式压电陶瓷作为驱动,利用柔性铰链作为位移放大机构,能够可靠地实现光轴的双向运动.位移分辨率可以达到纳米级别,步距可以在几纳米至几毫米之间任意选择.     

一种多路压电驱动控制系统的研制及实验研究

针对粉体微输送的基本要求,提出一种基于DDS技术的多路压电控制系统的设计方案,系统包括了波形存储模块、基准频率产生模块、基准电压设置模块以及D/A输出模块等。系统可以实现多路信号的独立控制和输出,电压范围为0~100 V,频率范围为0~256 Hz,最后以羟基磷灰石和钛粉为例,进行了多路粉体微输送实验,结果表明所设计的系统完全满足多种粉体微输送的要求,并且具有非常高的稳定性和可靠性。     

一种新型压电驱动控制系统研制及实验研究

根据微流体化技术对压电驱动控制系统的要求,针对原驱动控制系统存在的问题,设计了以FPGA为平台,基于SOPC技术的任意波形发生器和基于集成功率芯片PA93的功率放大器,由这两者组成了新型的压电驱动-控制系统。新型的压电驱动控制系统摆脱了对工控机或PC机的依赖,减小了体积,可独立工作;最大输出频率从256 Hz增大至4 k Hz;提高了系统整体的稳定性和可靠性。结果表明,新型的驱动控制系统解决了原驱动控制系统存在的问题,为微流体数字化技术的应用拓展打下了基础。     

液位控制系统实验台的研制

为《自动控制原理实验》设计的实验台。可利用灵活多变的开关硬件系统,实现模拟电路典型控制环节实验;还可利用丰富的软件资源,实现计算机软件典型控制环节。并且软件控制算法为独立的模块可以编写不同的控制算法来实现控制。实验结果表明：该液位控制系统实验台可以实现硬件和软件独立控制液位,满足更高层次教学和科研要求。     

Analysis of primary-on-slider ultrasonic piezoelectric actuators and experiments on multidegree of motion freedom plane actuator

Recently, various machines and tools have been miniaturized, and with this trend, the size of an actuator becomes a very important factor. An ultrasonic actuator is different from other actuators using electromagnet force in the driving principle. The structures of an ultrasonic piezoelectric actuator is simple. An ultrasonic actuator converts the ultrasonic mechanical energy to mechanical thrust force by a friction force. Based on this idea, various ultrasonic actuators have been proposed and experimentally constructed. In this paper, the basic characteristics of a piezoelectric actuator are analyzed theoretically. The relationship between the thrust force and the weight force is clarified and verified by experiments. Various prototypes of plane ultrasonic piezoelectric actuators are constructed experimentally, and the fundamental characteristics are measured.     

中心式车辆导航系统监控平台设计

文中介绍中心式车辆导航系统监控平台的设计与开发,该方案是在VC 环境下,以MapX控件为电子地图平台,以GPRS网络和Internet为通信平台来开发的。     

水电站机组自动化及PLC控制系统的设计

我国水电站自动化水平的发展仍然相对落后,许多新建小水电的设备配置和电气设计理念仍然是模仿大中型水电站的模式,使得整套自动化系统价格昂贵、结构复杂,性价比不高,笔者结合自身经验阐述了水电站机组辅助设备及PLC控制系统的设计。     

行走式尺蠖压电直线驱动器研究现状及关键技术综述

尺蠖压电驱动器具有大行程、高精度、大输出力、快速响应、无磁场影响等优点,在超精密定位领域具有广泛的应用前景。而行走式尺蠖压电驱动器又以箝位机构结构简单、刚度和动态性能好,中间驱动机构偏摆小,整体体积小,运动稳定性好等特性引起世界各国的关注。在阐述行走式尺蠖压电驱动器的本质、组成结构及运动原理的基础上,对其国内外研究现状及其关键技术进行了分析,并对其发展趋势进行了展望。     

农村电网远程监控系统

在分析农村电网现存问题的基础上．提出农村电网远程监控系统的解决方案。详细介绍了监控系统的组成、原理、功能和特点，指出农村电网远程监控系统以其齐全的功能、低廉的成本、较高的可靠性等显著特点，必将获得广泛应用。     

小型多功能测控通用平台的设计研究

分析了小型测控装置基本结构和任务,研究并构建了硬件通用平台和任务表模型,应用面向对象技术,将各种任务抽象为任务类,并对硬件的操作、数据处理,以数据和函数的形式封装为类;通过对任务调度的研究,得到了最佳调度周期及调度周期动态调整的算法;研究了代码生成器算法,并用其生成任务代码和调度程序代码.实际运行表明:采用通用平台设计的小型多功能测控装置具有开发周期短、通用性强、运行良好、灵活方便和性能可靠的特点,可广泛应用于工业自动化中.