H-結(jié)構(gòu)薄板驅(qū)動的壓電直線電機(jī)的研究.pdf

1、為了滿足工程應(yīng)用領(lǐng)域內(nèi)對直線壓電電機(jī)提出的短、小、輕、薄、好等多方面需求，本文提出一種基于H型薄板面內(nèi)縱彎復(fù)合模態(tài)驅(qū)動的全新原理壓電直線電機(jī)，并著力對該電機(jī)的工作機(jī)理、結(jié)構(gòu)動力學(xué)特性以及試驗特性等相關(guān)問題進(jìn)行了研究。
　　首先，在系統(tǒng)總結(jié)國內(nèi)、外直線壓電電機(jī)的研究現(xiàn)狀以及直線壓電電機(jī)特點的基礎(chǔ)上，指明了本課題研究的意義。
　　其次，在振子模態(tài)假設(shè)的基礎(chǔ)上，闡釋了 H型結(jié)構(gòu)壓電電機(jī)的驅(qū)動機(jī)理，并通過數(shù)學(xué)方法推導(dǎo)出 H型兩縱板驅(qū)

2、動足處的橢圓運(yùn)動軌跡方程，從理論上證明該電機(jī)原理的可行性。另外，對電機(jī)激勵所需的PZT的壓電效應(yīng)、壓電性能及相關(guān)參數(shù)進(jìn)行了分析，并選定以P-51壓電陶瓷材料作為H型振子的激勵元件；此外還利用振子模態(tài)仿真、靈敏度計算、諧響應(yīng)分析、結(jié)構(gòu)優(yōu)化等結(jié)論驗證假設(shè)模態(tài)的存在性，從而確定振子的結(jié)構(gòu)尺寸及其 PZT的配置方式?；诖?，設(shè)計出電機(jī)的裝配結(jié)構(gòu)，并制作出振子實物和電機(jī)的物理樣機(jī)。
　　最后，基于DSP實驗平臺對振子進(jìn)行了初步錘擊實驗，并利

3、用PSV-300F型號的激光多普勒測振儀進(jìn)行了定頻和掃頻實驗，實驗結(jié)果表明該振子不僅存在預(yù)設(shè)的工作模態(tài)，且在正常激勵條件下，振子的縱、彎振最大振幅可分別達(dá)1.2μm和1.4μm；應(yīng)用驅(qū)動電源對樣機(jī)進(jìn)行了相關(guān)輸出特性測試，結(jié)果顯示在驅(qū)動電壓240V處，電機(jī)速度可達(dá)100mm/s。試驗研究表明，樣機(jī)的動力學(xué)性能與預(yù)期設(shè)計目標(biāo)相吻合。
　　本課題作為江西省教育廳重點科技項目（編號：GJJ10024）的子課題，其研究得到了該項目的大力資助