纵弯模式转换型超声马达的性能研究

设计并制造了一种纵弯模式转换型超声马达．对其转动机理、影响其效率的诸因素及其性能进行了分析和测试．实验表明，该马达具有频漂小、转速稳定、转换效率高等特性．     

1mm压电陶瓷管式微型超声马达研究

利用微型PZT压电陶瓷管研制微型超声马达．微型压电陶瓷管外径1mm，内径0.6mm，管长5mm．微型马达工作在压电陶瓷管的第一阶弯曲振动模式下，其谐振频率约为58.5kHz．在一定的驱动电压范围内，马达的转速与电压成线性关系，当驱动电压峰峰值为90V时，转速达3500r/min． 启动力矩为7.8μNm.利用压电陶瓷管研制的微型马达与相似尺寸的其他类型的微型超声马达相比，具有更大的力矩和更高的转速．     

纵弯模式转换型超声马达的性能研究

设计并制造了一种纵弯模式转换型超声马达，对其转动机理，影响其效率的诸因素及其性能进行了分析和测试。实验表明，该马达具有频漂小，转速稳定，转换效率高等特性。     

超声旋转行波马达研究

采用解析法求解了环形行波超声马达定子振动的幅频特性，并在此基础上，依据马达转子的动力学方程，建立了定子与转子间的接触数学模型，从理论和实验两个方面分析了输入激励电源频率及电压大小变化对马达输出机械特性的影响，结果表明，超声马达的输出特性与激励电源的参数密切相关，在谐振频率附近，马达的阻转力矩和输出转速都有较大增加，增加驱动电压，阻转力矩和输出转速将单调增大。     

内外啮合齿轮马达的理论分析

从双定子思想出发,力图打破原有齿轮马达的结构,实现在不改变输入流量的情况下,对齿轮马达的转速调节,从而探讨出一种新型结构的内外啮合齿轮马达. 该新型结构的齿轮马达与传统的齿轮马达的区别是:该齿轮马达在一个壳体中,有内啮合齿轮马达和外啮合齿轮马达两个马达. 该马达仅通过切换不同的连接方式就可以实现多级转速和多级转矩的输出,省去了节流阀、减压阀等耗能元件,减少了能源的浪费,提高了效率.      

平面式并联齿轮马达研究

介绍了平面式并联齿轮马达的的结构原理;对齿轮径向力及输出转速和转矩的脉动进行了分析。结果表明：该马达扭矩输出齿轮所受径向力平衡,同等输出转矩下,空转齿轮所受径向力减少一半;在取奇数齿时,马达输出转速和转矩的均匀性显著提高,脉动频率增加一倍,该马达兼具结构简单和性能优越的特点。     

压电超声直线马达驱动电路的研究

本文介绍了压电超声直线马达的结构和工作原理，分析了清华大学超声研究室研制的超声振子箝位，压电驱动的直线蠕动马达的特点及其驱动电路和信号波形．     

压电马达的发展及其技术特点

指出了工业的发展对电机在转速、体积及运动精度等方面的要求,并分析了传统电磁式电机存在的缺点;分别介绍了压电超声马达和压电谐波马达的工作原理、性能特点及其当前的研究和应用状况;并分别指出了两种压电马达存在的缺点和以后的研究方向。     

非对称型多泵多速马达系统特性的理论分析

在原有的对称型多泵多速马达原理的基础上,提出了一种新型结构的非对称型多泵多速马达,以内2外3泵马达系统为例,对非对称型多泵多速马达系统中多泵的多级流量输出以及多速马达的多级转矩输出进行了归纳和总结,得到了非对称型多泵多速马达系统中马达的多级转速和转矩的理论公式,该理论公式同样适用于对称型多泵多速马达系统.对非对称型多泵和非对称型多速马达之间的连接方式进行了详细的分析,结果表明:非对称型多泵(多速马达)可实现多级恒流量(多级恒转速恒转矩)输出,为新型多泵多速马达系统的应用奠定了理论基础.     

1 mm管式悬臂梁结构微型超声马达研究

利用外径1.0 mm,内径0.6 mm的压电PZT陶瓷管,研制了相同结构的三种不同长度悬臂梁的管式微超声马达.为改善定子与转子之间的摩擦性能,在定子的自由端粘结金属帽形成复合定子.马达定子外壁均匀分为4个电极,内壁接地;为消除引线对定子振动的影响,电极通过固定座直接连接到驱动电路.通过不同质量的负载,调节定子和转子之间的预紧力.考虑定子管长和金属帽的影响,采用有限元方法分析定子共振频率和有效机电耦合系数随陶瓷管长度和金属帽质量的变化.结果表明,随着管长或金属帽质量的增加,定子共振频率和有效机电耦合系数下降.根据理论计算和实验测量,表明所研制的微型超声马达第一阶弯曲共振频率的理论分析值与实验测量值吻合.实验测量还表明,马达在定子共振频率附近具有最大转速;并且在相同预紧力下,马达转速随电压近似线性增加,当电压加至120V时,转速可达每秒85转,加大预紧力,马达输出力矩提高,当预紧力加至70 mN时,输出力矩可达4.7μNm.     

旋转行波超声电机预压力的特性

叙述了超声电机稳态转速和堵转力矩在不同预压力下的仿真和实验研究,超声电机输出特性与预压力的关系可由超声电机的解析模型推导出来,稳态转速和堵转特性的仿真研究是利用迭代算法和ＭＡＴＬＡＢ语言来完成,最后利用光电测速仪和砝码完成相同的实验研究,研究结果表明：堵转力矩与预压力成正比,而稳态转速在特定的压力下有最大值。     

基于AMESim的电动液压助力转向系统的仿真研究

根据电机转速对转向性能的影响,确定电机转速与方向盘转速和车速的对应关系。利用仿真软件AMESim建立电动液压助力转向系统的仿真模型,包括方向盘输入模型、液压机械模型、轮胎模型和电机控制模型。其中设置方向盘输入为力输入和角输入两种输入端口,采用等效节流阀模拟转阀,轮胎与地面的转向阻力使用齿条两端加载等效滑动摩擦力来模拟,电机控制使用转速环、电流环双闭环PID控制方法。通过三种典型工况的仿真,量化分析控制方法对车辆转向性能的影响,包括转向轻便性、路感、助力响应速度以及稳定性,仿真结果验证了控制方法的有效性,并为控制方法的优化提供了依据。     

三极并联齿轮马达理论研究

研究一种由一个中心齿轮和三个空转齿轮构成的并联齿轮马达,阐述了结构原理,对功率密度、齿轮径向力及输出转速和转矩的脉动进行了分析;结果表明:该马达轴向尺寸小,功率密度高;中心(扭矩输出齿轮)所受径向力平衡,空转齿轮所受径向力显著减少,适当选取齿数,可使马达的输出转速和转矩的均匀性显著提高,并具有低速稳定性好,启动力矩大等特点。     

各向异性材料超声直线电机

提出了一种利用各向异性材料（ＣＦＲＰ）作为振动体的新型超声直线电机,分析了它的工作原理,建立了振动体的动力这方程,求出两人固有频率,分别应对所电机的两个运动方向实验研究了电机的驱动力和速度,结果表明电机的最大驱动力为０．５Ｎ速度为０～８ｍｍ／ｓ与驱动电压有良好的线形关系,可以通过切换固有频率实现电机的双向运动。     

变负载下永磁同步直线电机的推力及速度变化分析

以永磁同步直线电机为研究对象进行受力分析,建立数学模型,并利用Matlab/Simulink软件建立直线电机的仿真模型,探究施加不同负载时直线电机的推力以及速度变化.结果表明:随着工件质量的不断增加,直线电机的状态响应时间和最大偏差也在增加;速度的响应时间曲线上升趋势较为平缓,推力的响应时间曲线变化明显;推力的超调量曲线上升趋势较为平缓,速度的超调量曲线上升趋势变化明显,当工件质量为240 kg时,电机速度的超调量超过30%,严重影响到电机的运行.为降低负载变化对直线电机稳定性的影响,通过计算得出了最大负载质量和最大电机推力.     

无侧向力马达的性能分析及实验研究

本支分析研究了一种全新的柱塞卸荷式径向马达,该马达的主要特点是速度区间宽、结构紧凑、柱塞副消除了侧向力。在结构分析的基础上,对马达的效率特性、起动性能和速度特性进行了探讨,并通过实验证实了上述分析的正确性,为这种马达的设计提供了依据。     

直线步进电机高速特性研究

讨论了直线步进电机的高速运行特性，着重分析了它们的极限起动速率和极限停止速率，以及极限连续运行频率和极限力速特性，给出了极限起动频率的估算方法．     

基于Super-Twisting滑模观测器的永磁同步电机无传感器控制

针对永磁同步电机矢量控制系统的高性能要求,提出一种基于二阶super-twisting滑模理论的永磁同步电机转子反电动势观测器.对电机反电动势观测值进行运算处理得到电机转子位置与转速,并采用矢量控制对电机转速进行控制,从而实现永磁同步电机的无传感器控制.根据Lyapunov稳定性理论,该观测器的收敛特性,super-twisting算法相比于传统一阶滑模算法极大地削弱了系统的抖振,降低系统超调的同时减小了系统调整时间.仿真和实验结果均表明该方案可有效实现转子位置与转速的估算,且系统具有良好的鲁棒性和动态响应能力.     

牙体硬组织材料磨耗试验系统的研制

研制了一种模拟人类牙齿咀嚼运动的磨耗试验系统,可用于牙体硬组织材料磨耗试验,该试验系统包括磨耗运动机构、电力调速系统、咬合力检测系统3部分.磨耗运动机构模拟了人类牙齿对食物的咀嚼动作,既有上下牙对食物的咬合作用力,又有上下牙间的水平相对位移,采用三次多项式运动规律与正弦运动规律的组合来模拟牙齿的咀嚼运动规律;机构的电力驱动采用交流变频调速,可实现在线调速,从而实现了咀嚼频率的在线调节;采用压力传感器检测竖直方向上下牙受到的正压力,从而实现了在线检测咀嚼力的变化情况.本系统为牙体硬组织材料磨耗研究提供了较先进的试验手段,具有应用前景.     

全电调节带式CVT速比控制的影响因素研究

在分析全电调节带式CVT速比调节原理的基础上,运用理论分析和试验测试相结合的方法研究了速比执行电机控制方式、外界负载及夹紧力等因素对速比调节控制的影响,并根据全电调节带式CVT速比调节的要求,以提高速比控制精度为目标,提出了针对不同影响因素的具体解决方案,为速比控制策略制定及速比控制方法设计奠定了理论基础。