壓電直線電機(jī)及其驅(qū)動(dòng)控制的研究.pdf

1、本課題來源于國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目《壓電精密致動(dòng)技術(shù)的基礎(chǔ)研究》（項(xiàng)目編號(hào)：50735002）。
　　 壓電直線電機(jī)能夠直接輸出直線運(yùn)動(dòng)，具有體積小，控制精度高、無電磁干擾、響應(yīng)速度快、能量密度高等優(yōu)點(diǎn)，在精密儀器和設(shè)備的驅(qū)動(dòng)與控制方面有廣闊的應(yīng)用前景。
　　 傳統(tǒng)共振型壓電直線電機(jī)工作時(shí)定子處于共振狀態(tài)，其動(dòng)力學(xué)和熱力學(xué)穩(wěn)定性問題需要進(jìn)行深入細(xì)致的研究，才能實(shí)現(xiàn)高精度定位。本文以提高壓電直線電機(jī)的穩(wěn)定性和可控性為目的，提

2、出了一種新型壓電直線電機(jī)結(jié)構(gòu)及驅(qū)動(dòng)方法，并進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究。
　　 在電機(jī)原理方面，分析了傳統(tǒng)共振型壓電直線電機(jī)的不足，提出了一種非共振型壓電直線電機(jī)。該電機(jī)利用疊層型壓電陶瓷驅(qū)動(dòng)電壓低振幅大，且在一定頻率范圍內(nèi)振幅保持不變的特點(diǎn)，直接由疊層型壓電陶瓷驅(qū)動(dòng)，具有驅(qū)動(dòng)頻率與速度成正比的特性。與共振型電機(jī)相比，工作穩(wěn)定、可控性好。
　　 在電機(jī)結(jié)構(gòu)方面，改進(jìn)了傳統(tǒng)壓電直線電機(jī)定、動(dòng)子之間的夾持結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)了一種基于柔性鉸鏈的新型

3、夾持結(jié)構(gòu)。該結(jié)構(gòu)能有效地限制定子的自由度，使其僅能在垂直于定、動(dòng)子接觸面方向運(yùn)動(dòng)，減小了電機(jī)運(yùn)行中定、動(dòng)子的相對晃動(dòng)，提高了電機(jī)的穩(wěn)定性。并在定子中設(shè)計(jì)了一種用于施加壓電陶瓷預(yù)緊力的裝置，該裝置結(jié)構(gòu)簡單，能夠預(yù)估預(yù)緊力的大小。
　　 在電機(jī)驅(qū)動(dòng)方面，通過實(shí)驗(yàn)研究了疊層型壓電陶瓷的特性，針對其特性提出了一種可驅(qū)動(dòng)容性負(fù)載的新型驅(qū)動(dòng)器。該驅(qū)動(dòng)器使用±15V直流電源供電，輸出四路峰峰值80V、相位差依次為90°的正弦波信號(hào)。該驅(qū)動(dòng)器使