相比與傳統(tǒng)電磁電機,壓電驅(qū)動器可以以更小的體積實現(xiàn)快速精密定位,且其工作特性在電磁干擾環(huán)境中不會改變,這些優(yōu)勢使得壓電驅(qū)動器獲得精密驅(qū)動領(lǐng)域的青睞,獲得了較為廣泛地應(yīng)用。近些年,隨著精密驅(qū)動裝備的要求不斷提升,壓電驅(qū)動器的研究也在不斷深入。目前,壓電驅(qū)動器的一個重點研究方向是實現(xiàn)大行程納米定位,壓電驅(qū)動器的本體結(jié)構(gòu)、驅(qū)動器電源以及控制方法會影響到驅(qū)動器的定位精度。因此,對于壓電驅(qū)動器及其控制系統(tǒng)的研究具有重要意義。首先,本文提出了一種新型的步進式壓電驅(qū)動器,該壓電驅(qū)動器主要由兩個縱彎復(fù)合型換能器和一個動子組成�；趬弘婒�(qū)動器的結(jié)構(gòu),詳細地分析了其驅(qū)動原理,確定利用換能器的縱向運動對動子進行箝位,而彎曲運動用于驅(qū)動動子直線運動;分析了兩個換能器運動時所需要的四路激勵信號,確定通過改變四路激勵信號之間的相位差可以實現(xiàn)動子運動方向的控制。建立了換能器的參數(shù)化有限元模型,對換能器進行模態(tài)仿真和靜力學(xué)仿真,優(yōu)化并確立了換能器的結(jié)構(gòu)參數(shù),并進一步驗證了壓電驅(qū)動器的驅(qū)動原理。為了測試壓電驅(qū)動器的特性,制作了壓電驅(qū)動器樣機。其次,針對本文所提出的步進式壓電驅(qū)動器,研制了一款驅(qū)動電源。該電源主要包括直流...

【文章頁數(shù)】：72 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 課題背景及研究的目的和意義
    1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀及分析
        1.2.1 步進式壓電驅(qū)動器的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.2 驅(qū)動器電源的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.3 國內(nèi)外文獻綜述簡析
    1.3 本文的主要研究內(nèi)容
第2章 步進式壓電驅(qū)動器設(shè)計
    2.1 引言
    2.2 壓電驅(qū)動器的基本結(jié)構(gòu)模型
    2.3 壓電驅(qū)動器的驅(qū)動原理
    2.4 有限元模型建立與仿真
    2.5 壓電驅(qū)動器樣機與阻抗測試
        2.5.1 壓電驅(qū)動器樣機
        2.5.2 阻抗測試
    2.6 本章小結(jié)
第3章 驅(qū)動器電源與控制系統(tǒng)設(shè)計
    3.1 引言
    3.2 驅(qū)動器電源設(shè)計
        3.2.1 電源總體方案
        3.2.2 電路設(shè)計
        3.2.3 PCB設(shè)計
        3.2.4 電源實物制作
    3.3 控制系統(tǒng)設(shè)計
        3.3.1 控制系統(tǒng)總體方案
        3.3.2 控制系統(tǒng)硬件準備
        3.3.3 控制系統(tǒng)軟件準備
        3.3.4 控制程序設(shè)計
    3.4 本章小結(jié)
第4章 實驗測試與分析
    4.1 引言
    4.2 驅(qū)動器電源性能測試
        4.2.1 直流穩(wěn)壓電路測試
        4.2.2 線性放大電路測試
    4.3 換能器輸出特性測試
        4.3.1 輸出位移重復(fù)性
        4.3.2 輸出位移與電壓幅值的關(guān)系
        4.3.3 輸出位移響應(yīng)時間與電壓幅值的關(guān)系
        4.3.4 加速度測試
    4.4 直線壓電驅(qū)動器輸出特性測試
        4.4.1 步距位移曲線
        4.4.2 輸出速度與電壓幅值的關(guān)系
        4.4.3 輸出速度與電壓頻率的關(guān)系
        4.4.4 速度與負載曲線
    4.5 PID閉環(huán)控制實驗
        4.5.1 位置定位精度測試
        4.5.2 正弦位移曲線動態(tài)跟蹤
    4.6 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻
攻讀學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文及其它成果
致謝



本文編號：3848587