学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示

新型惯性压电叠堆驱动机构的研究

作　者: 温建明
导　师: 程光明
学　校: 吉林大学
专　业: 机械电子工程
关键词: 逆压电效应压电叠堆惯性旋转仿真驱动电源
分类号: TH112
类　型: 硕士论文
年　份: 2006年
下　载: 205次
引　用: 8次
阅　读: 论文下载

内容摘要

惯性式压电驱动机构具有压电机构的结构紧凑,响应特性好,无电磁干扰,易于控制的特点,适用于高分辨率,大行程的工作场合,作为微小机械、精密机械的移动装置,在国内外受到广大研究人员的关注。本文提出通过控制移动机构和支撑面之间摩擦力的方法,形成新型惯性冲击式压电陶瓷驱动机构的研究方案。分析了驱动机构的工作原理,设计、制作了可实现直线往复运动和旋转运动的惯性压电驱动机构结构,并作了相关的性能测试。主要内容如下:1.分析了压电驱动基础理论,对两种常用的压电驱动元件的性能特性进行了比较,测试了压电叠堆的静态性能,了解了压电叠堆的性能参数及影响因素,为新型惯性压电叠堆驱动机构的的设计提供了理论依据。2.分析了新型惯性压电叠堆驱动机构运动原理,对机构进行了整体结构设计并建立了系统的动力学方程,利用MATLAB软件的仿真工具SIMULINK建立了系统的动力学模型并且进行仿真,得到仿真结果。3.根据压电陶瓷本身的电学性能参数,结合已有的压电陶瓷电源的特点,设计、制作了本文所研制的新型惯性驱动机构的专用电源,对所设计的电源各个部分进行了理论说明并给出了相应的电路图。4.根据新型惯性压电叠堆驱动机构的驱动原理以及仿真分析的结果,设计、制作了直线往复运动和旋转运动的两种驱动机构的样机,并且对其作了相关的性能测试,主要测试了驱动机构的直线运动步长,承载能力、速度和旋转运动的步长、速度和承载能力。实验表明,直线驱动机构具有分辨率高、承载能力强、易于实现大行程,旋转驱动机构具有大行程、速度快等优点。

全文目录

第一章绪论  8-18
  1.1 引言  8
  1.2 压电驱动技术的发展背景  8-13
    1.2.1 压电驱动技术的研究意义  8-9
    1.2.2 压电驱动器的分类及运动原理  9-11
    1.2.3 压电驱动器的应用领域  11-13
  1.3 惯性压电驱动器的研究现状  13-17
    1.3.1 国外现状  13-15
    1.3.2 国内现状  15-17
  1.4 本文的研究内容  17-18
第二章压电驱动基础理论  18-30
  2.1 压电效应与压电材料  18-23
    2.1.1 压电效应  18-19
    2.1.2 压电材料  19-20
    2.1.3 压电陶瓷(PZT)的性能参数  20-21
    2.1.4 压电方程  21-23
  2.2 压电双晶片  23-25
    2.2.1 压电振子的振动模式  23-24
    2.2.2 压电双晶片  24-25
  2.3 压电叠堆  25-29
    2.3.1 压电叠堆的组成及其特点  25-27
    2.3.2 特性和技术参数  27-28
    2.3.3 使用方法及注意事项  28-29
  2.4 本章小结  29-30
第三章惯性驱动机构原理及结构设计  30-44
  3.1 新型惯性压电叠堆驱动机构的运动原理  30-31
    3.1.1 惯性驱动机构的分类  30-31
    3.1.2 惯性压电叠堆驱动机构的运动原理  31
  3.2 新型惯性压电叠堆驱动机构的整体结构设计  31-38
    3.2.1 驱动元件的动态特性分析  32-34
    3.2.2 驱动信号的选取  34-36
    3.2.3 驱动机构的整体结构设计及运动分析  36-38
  3.3 新型惯性压电叠堆驱动机构动力学建模及仿真结果  38-42
  3.4 本章小节  42-44
第四章惯性驱动机构控制电路的研究  44-58
  4.1 驱动元件电学参数及转换能量的确定  44-48
    4.1.1 单层压电陶瓷的输出电压和能量  44-46
    4.1.2 多层压电陶瓷的输出电压和能量  46-48
  4.2 压电陶瓷驱动电源的分类及研究现状  48-52
    4.2.1 电压控制型驱动电源  49-50
    4.2.2 电荷控制型驱动电源  50-52
  4.3 驱动机构控制电路的研究  52-57
    4.3.1 压电叠堆驱动电路  52-57
  4.4 本章小节  57-58
第五章惯性驱动机构的试验研究  58-70
  5.1 直线惯性压电叠堆驱动机构的试验测试  58-64
    5.1.1 直线惯性驱动机构的参数  58
    5.1.2 驱动机构测试系统的组成及测试方法  58-60
    5.1.3 直线惯性驱动机构的性能测试  60-64
  5.2 旋转惯性压电叠堆驱动机构的实验测试  64-69
    5.2.1 旋转惯性驱动机构的参数  64-65
    5.2.2 旋转惯性驱动机构的性能测试  65-69
  5.3 本章小节  69-70
第六章总结与展望  70-72
  6.1 论文总结  70-71
  6.2 研究展望  71-72
参考文献  72-76
摘要  76-79
ABSTRACT  79-82
致谢  82

新型惯性压电叠堆驱动机构的研究

内容摘要

全文目录

相似论文