压电驱动器驱动电源设计

针对提高电源的输出质量、容性负载的响应速度等设计要求,设计了一种基于PA78的电压控制型压电陶瓷驱动电源。从理论角度研究了电压控制型驱动电源特点并初步制定了设计方案,以PA78高压功放作为核心器件,对驱动电源的核心电路、直流稳压电路及放电回路等进行设计。在此基础上,对驱动电源电路的稳定性、频响特性等关键性能进行研究。最后搭建了驱动电源测试系统,在容性负载情况下,对驱动电源的线性度、纹波电压等基本性能进行测试和分析,实验结果表明所设计的驱动电源满足设计要求。     

叠层型压电驱动器技术及实验研究

叠层型压电陶瓷利用逆压电效应可以得到精确的微位移量.介绍了叠层型压电驱动器的性能特性.并基于正交三角放大原理设计了一种微位移放大机构,使其将叠层型压电微位移器的位移量放大.实验结果表明,驱动器各项指标均达到设计要求,证明了设计理论的正确性.     

压电驱动器研究与应用中的若干新进展

作为新型功能材料驱动器家族中的重要成员,压电陶瓷在工业生产和日常生活中得到了广泛的应用。由压电陶瓷构成的精度高、控制方便、能耗低的驱动器,在精密伺服控制系统中具有独特的技术优势。详细阐明了压电驱动器的独特优点,概述了其结构类型与应用分类。在此基础上,综述了该驱动器研究与应用中的若干热点以及未来的发展趋势。     

压电驱动器系统的控制设计

针对压电伺服系统中执行机构的应用特点,分析指出压电超声马达不适宜用作高精度伺服系统中的执行机构,而是应该采用压电堆驱动的执行机构。对于压电堆驱动器的迟滞特性,提出采用便于进行仿真研究的Bouc-Wen迟滞模型,用Bouc-Wen模型分析了压电堆驱动器的非线性迟滞特性和它的补偿问题。提出了采用基于负反馈原理的扰动观测器来补偿迟滞,进一步分析了具有迟滞特性的压电伺服系统的自振荡问题,并与齿隙滞环引起的自振荡进行了比较,指出带压电滞环反馈的系统中是不会出现自振荡的。基于上述分析,提出了一种压电伺服系统的设计指导,并给出了仿真结果。     

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。     

压电陶瓷驱动器动态驱动电源设计

针对大位移压电陶瓷驱动器的特点,设计了一种可动态应用的驱动电源,并给出了详细的电路原理图.对驱动电源的性能试验表明,在输入为正弦波、三角波和方波等动态信号时,该驱动电源可以很好的跟随输入信号的变化,显示出优异的动态性能.对压电陶瓷驱动器的驱动试验表明,该驱动电源具有较强的带负载能力,可满足大位移压电陶瓷驱动器的动态驱动...     

蠕动式压电直线驱动器的发展及应用

综述了国内外尺蠖驱动器的发展及其研究现状,列举了一些典犁例子,总结了尺蠖驱动器的应用领域.针对现在的尺蠖驱动器在设计、材料、控制等方面存在的问题,指出了在其研究开发中需要解决的关键技术.     

整体对称结构的压电步进型精密直线驱动器

介绍了近年国际上压电型精密驱动器的典型结构、工作原理和特点.在此基础上,提出一种新颖的以压电叠堆为驱动元件的整体对称结构的精密直线驱动器.这种整体对称结构采用双侧对箝、精调斜块对及整体加工等独特的结构和工艺手段,保证了驱动器工作的稳定性和准确性.对该步进型精密直线驱动器进行了大量试验,说明驱动器具有实用性.     

提高蠕动式压电直线驱动器输出力的研究进展

蠕动式压电直线驱动器具有大位移行程和高位移分辨率的特点,但是箝位机构利用静摩擦力输出负载的方式大大限制了系统的进给刚度和输出推力.从箝位机构的结构类型、运动方式以及和新材料新技术的交叉应用等方面,介绍了几种典型尺蠖驱动器的研究进展,为提高系统的输出力,指出了今后的研究方向.     

尺蠖压电驱动器的设计及迟滞补偿控制方法

设计了一种基于柔性放大原理的尺蠖压电驱动器,驱动器动子钳位部分采用对称式杠杆放大结构,中间驱动部分采用复合桥式结构。根据尺蠖压电驱动器迟滞非线性特点,在模型分析基础上,建立Preisach模型,确定逆Preisach迟滞模型的开环控制方法,并采用前馈PID方法实现闭环控制。搭建了尺蠖压电驱动器的开环实验系统,实验结果显示:尺蠖压电驱动器在开环控制下位移跟踪最大误差为2.9μm;当跟踪位移为80μm连续运动20个步距时,正反向行程的平均误差为2.1μm;当驱动电压为5 V时,获得最小步距1.5μm。同时,搭建了尺蠖压电驱动器的闭环实验系统,在该系统上进行前馈PID控制实验,闭环控制条件下,系统位移跟踪的最大误差为1.4μm,驱动器的定位精度得到提高。     

AD7796在压电陶瓷微驱动器系统中的应用

AD7796是由美国Analog Device公司推出的一种较新的低功耗、低噪声、高精度的16位模数转换器,内部集成了温度传感器,片上仪器放大器倍数为128,适合于小信号直接输入转换.本文介绍了AD7796的基本工作原理、内部结构以及软件设计,并结合压电陶瓷驱动器系统,说明了此芯片在信号采集中的使用方法.     

螺杆式冷水机组加卸载研究

介绍了螺杆式冷水机组加卸载的原理及通用方法,结合常规加卸载方法的弊端,提出了分段无级加卸载的思路。该研究降低了冷水机组批产时对压缩机个体一致性的要求,对提升冷水机组的运行稳定性有指导作用。     

质量偏心对碰摩转子弯振和扭振特性的影响

摘要:针对两端刚性支承的Jeffcott转子,建立了碰摩转子的非线性弯扭耦合振动微分方程。以质量偏心为控制参数,分别对碰摩转子的弯振和扭振特性进行了数值仿真分析。结果证明:质量偏心对转子弯振和扭振特性影响非常明显,质量偏心越大,转子运动越复杂。当质量偏心较小时,碰摩转子主要出现1/2X、1/3X、1/4X和1/5X等分频振动,当质量偏心较大时,碰摩转子将出现拟周期和混沌运动。同时,弯振和扭振分叉图可分为四个运动区,质量偏心对这四个运动区的影响各不相同。文中也揭示了弯振与扭振间的相互作用关系,发现:扭振不但具有与弯振基本相似的运动特征,而且有抑制转子弯振复杂运动的能力。这些振动特征为碰摩转子的状态识别与诊断提供了一条新思路。     

贴片式纵弯复合型直线超声电机的理论建模与实验研究

为了满足狭窄空间的精密驱动与控制需求,提出一种结构简单、紧凑、体积小、重量轻的贴片式纵弯复合型直线超声电机.通过两相电信号激励电机定子产生纵弯复合模态,并在驱动足处耦合出椭圆轨迹,从而经摩擦作用驱动动子实现电机的双向运动.首先,采用传递矩阵法建立定子系统机电耦合模型以分析定子的动力学特性,并对定子结构尺寸进行优化设计....     

双面激振矩形复合压电振子的有限元分析

基于Ansys的压电耦合场,对复合压电振子进行模态,谐响应分析。通过模态分析了解振子的动态力学特性,得到振子的固有频率和振型;通过谐响应分析得到振子在简谐激励下的稳态响应,并得到振幅对频率的变化曲线,实现了矩形复合式压电振子的电压加载分析并利用瞬态分析模拟了振子的椭圆运动轨迹,对双面激振和单面激振效果进行了对比,结果表明双面激振更具优势。     

一种纵弯复合型超声波电动机的设计与分析

为解决纵弯超声波电动机电路匹配和结构设计复杂的问题,介绍了一种新型纵弯复合型超声波电动机结构,该电机由4个纵弯超声换能器组成。介绍了电机的结构并且对其运行原理进行了分析,其次运用有限元法通过调整结构参数实现了超声换能器的纵弯模态简并,接着运用ANSYS对超声换能器进行了瞬态分析,得到了驱动足质点的椭圆运动轨迹。最后研制了原理样机并进行测试,测得该电机的最高转速为96 r/min,最大转矩为3.8 N·m。     

基于夹心弯振换能器的双向驻波超声波直线电动机

一种利用夹心式弯振换能器的激励弯曲驻波的驻波超声波直线电动机。运用振动理论分析了电机的致动原理,通过激励两种不同谐振频率的弯曲驻波,并结合驱动齿的合理分布,可实现双向运动。采用有限元法确定其具体结构尺寸,验证了各驱动齿端部振动轨迹为倾向一致的斜线。制作了样机并测定了其机械输出特性。     

大推力推挽纵振弯纵复合直线超声电机

提出一种大功率夹心式纵弯复合直线超声电机。电机定子主体结构由2个小端相连的指数形变幅杆组成,并在连接处设有驱动足。纵弯振动叠加并在驱动足处产生具有驱动作用的椭圆轨迹。在经典变幅杆理论和变幅杆弯振的传递矩阵分析法的基础上,利用有限差分法,分析各结构参数变化对纵弯谐振频率变化的灵敏度,选取敏感度最大的参数作为设计变量,将电机的纵弯频率简并至27.476kHz。有限元仿真和阻抗特性测试结果与理论计算结果吻合。讨论分析了纵弯振动间的耦合作用并提出带耦合环节的等效电路模型拓扑结构,并利用单相驱动实验验证模型的正确性。电机样机的最大速度为1280mm/s,最大推力为45N。     

双兰杰文振子纵弯复合模态驱动的压电平面电机

提出利用具有双兰杰文振子的H定子驱动的压电平面电机,选定H定子两纵杆沿x Oy面的一纵、二弯模态,及沿z Oy面的二弯模态为工作模态,将两纵杆设计成夹心变截面结构并以其上端为驱动足。一纵模态分别与两相二弯模态进行振动耦合,使两驱动足沿x Oy、z Oy面作椭圆运动而交替地推动动子作平面运动。阐释了电机工作原理及其驱动足做椭圆运动条件。基于工作模态频率一致性目标建立定子优化模型,解得定子优化尺寸。建立定子机电耦合有限元模型,求取电机的谐响应及模态干扰特性。设计出电机装配模型,获取其调频、调压、调相工作特性。仿真了定子运行状态,模拟出驱动足两相椭圆轨迹且当驱动电压为250 V时,驱动足x、y、z向振幅为1.5μm、2.5μm和4.7μm。该电机有望输出较大推力与速度。     

可互换仪器驱动器模型研究

针对自动测试系统中存在的测试程序可互换性差、可移植性不强的问题,提出了一种新的仪器驱动器设计模型,采用IVI面向信号(IVI-SD)模型,同时利用COM技术对模型进行扩展。该模型实现了测试程序在仪器更换后不必重新编写,改善了自动测试软件的通用性、互换性,为解决自动测试系统的软件可移植性问题提供了一种新的思路。