【摘要】：本課題是在國家自然科學基金資助項目(編號:51575259);機械結構力學及控制國家重點實驗室(南京航空航天大學)自主研究課題資助(編號:0315K01);和973項目的資助下開展的研究。制導武器在現(xiàn)代戰(zhàn)爭中扮演著越來越重要的角色,對各種微小、精密和高性能的執(zhí)行機構提出了廣泛需求。本文針對小口徑制導彈藥的需求背景,利用超聲電機結構簡單、響應速度快(毫秒級)、位移分辨率高(微米級)、控制精度好以及無需減速機構等特點,提出了三種多通道舵機控制用微小型超聲電機。分別針對特定的微小超聲電機,經(jīng)過結構動力學分析和設計,加工出了原理樣機,隨后進行了集成裝配和調(diào)試,并測得機械輸出特性。推動了小口徑制導武器的發(fā)展。本文的主要內(nèi)容概括如下:1、明確了研究目的和研究意義,了解了微小型超聲電機和制導子彈的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀以及取得的成果,明確了制導彈藥對舵機提出的要求。2、設計了一種基于雙彎曲模態(tài)電機定子結構及夾持方式,利用有限元計算開展了對定子的結構動力學設計,加工了原理樣機并得到了電機的輸出特性數(shù)據(jù)。隨后將此電機運用到四通道獨立控制的系統(tǒng)集成上,設計了多通道舵機控制裝置,并開展了舵機控制試驗。3、提出了一種基于圓板振動和懸臂糧彎振模態(tài)的多通道舵機控制的微小型超聲電機,開展了結構動力學分析和工作模態(tài)設計,實現(xiàn)了一個電機就可以控制多通道的定子結構構想。利用有限元計算開展了對定子的結構動力學設計,加工了原理樣機并得到了電機的輸出特性數(shù)據(jù)。4、基于shaking beam原理對多通道控制的超聲電機進行設計,實現(xiàn)了四通道獨立驅動,根據(jù)諧響應分析繪出了驅動面的三維空間橢圓運動軌跡。加工了原理樣機并得到了電機的輸出特性數(shù)據(jù)。
【圖文】：

研究現(xiàn)狀設計靈活，在微小化上引起專家學者的高度不錯的成績。早期，，東京大學就研制出了一電機的定子直徑僅為 2.4mm，長度 10mm，以達到 880 r / min，力矩為 7 N m。電機圓筒型定子上，十字均勻分布四個電極，在兩對陶瓷可激勵出圓筒型定子的彎曲振動，定子搖頭運動，原理如圖 1.4 所示。2000 年步縮小[22]。定子換能器 轉子2 彈簧圖 1.3 東京大學研制的電機構型圖

圖 1.6 Penns. State 大學的電機實物區(qū)極化的 PZT 管作為定子，研制出了微型桿式超聲電分區(qū)極化的 PZT 管，依次分別施加相位相差90 的激電極（如 13 或 24）使 PZT 管產(chǎn)生彎曲振動，兩種彎ZT 管端部可驅動轉子旋轉。電機的最高轉速可
【學位授予單位】：南京航空航天大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2017
【分類號】：TJ410.3

【參考文獻】

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5 張民權;劉東方;王冬梅;龐艷珂;;彈道修正彈發(fā)展綜述[J];兵工學報;2010年S2期

6 胡照;;彈藥發(fā)展的技術趨勢[J];裝備制造;2010年04期

7 孫未蒙;劉湘洪;;多約束條件下的精確制導技術分析[J];飛航導彈;2010年01期

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本文編號：2615206