新型驱动器—压电陶瓷马达与展望

新型驱动器──压电陶瓷马达与展望ＲｅｓｅａｒｃｈｏｎＰｉｅｚｏｃｅｒａｍｉｃＭｏｔｏｒ董蜀湘，李龙土（清华大学材料科学与工程系北京１０００８４）周铁英（清华大学现代应用物理系北京１０００８４）作为驱动器的微特电机，已深入国民经济的各个领域，是现代工业...     

超声波电动机

45％的高转换率 超声波电动机是以超声波振动为驱动力的电动机。通过输入电力给振动体激振得到微小的弹性往复振动。把这种往复振动转换成移动体的直线运动(单方向)。通过电流和磁场的相互作用得到驱动力。与从前的电动机相比,超声波振动的振动体和移动体间的运动摩擦力为转动力矩。是一种完全不同的动作方式。松下电器公司通过超声波振动方式的探讨和摩擦材料的开发,     

组合填料密封压电测量与密封性能试验研究

根据压电测量的基本原理，制作了压电薄膜传感器，对装配条件下三种填料１５种组合形式的轴向压力和侧向压力的分布进行了测试。在此基础上，对动态条件下的密封性能进行了试验研究，通过对不同组合形式进行分析、比较，找出了影响组合填料密封性能的一般规律，提出了组装填料的匹配原则。     

全息曝光条纹锁定研究与装置设计

全息曝光环节干涉条纹的稳定性对于潜像质量的高低有着直接的影响,进而影响掩模形貌和离子刻蚀后光栅的槽型.为了保证干涉条纹的稳定性,依据反馈控制的理论,构造闭环反馈控制回路,采用光电探测器进行误差信号(光信号)的提取,经过光-电转换,得到电信号,由于信号极其微弱,再先后通过前置放大,差动放大,积分电路,对所得误差信号进行处理,形成补偿信号,最后利用压电陶瓷进行电压-位移转换,利用转换出的位移信号对光路实施补偿.实验结果表明:该条纹锁定系统能够实时对光路稳定性进行良好的补偿控制,消除外界干扰带来的影响.     

用于壁板结构多模态振动主动控制的改进最小控制合成(MCS)算法

针对压电壁板结构,引入具有良好非线性控制性能的最小控制合成(minimal controller synthesis,MCS)算法来抑制其振动.鉴于标准的MCS算法在快速扰动下缺乏稳定性,为进一步提高其控制效果,构造了一种新的自适应补偿因子,形成了改进MCS算法-IMCS算法,并通过波波夫准则验证了该控制系统的稳定性.选取LQR(linear quadratic regulator)控制作为参考模型,分别施加宽频随机扰动和前2阶正弦混合脉冲激励,分析比较了IMCS算法和标准MCS算法的控制效果、自适应增益因子和跟踪误差.仿真结果表明,IMCS算法具有更快的收敛速度和更小的跟踪误差;多模态扰动实验结果表明,当存在外部非线性扰动时,IMCS算法具有更好的控制效果和鲁棒性.     

压电材料中的反平面抛物线型裂纹问题

运用复变函数方法针对电可渗透性边界条件下受远场均布剪切应力和平面内电场作用下的无限大压电体中含有抛线型裂纹的相关断裂特性问题进行研究．首先,就求解压电材料中孔洞缺陷问题时采用的特殊形式的级数的有效性进行了证明,对于单个孔洞的特殊情况给出了其场解的表达式．然后,将抛物线型裂纹保形映照到单位圆,运用前述推导的形式解进行了求解,并给出了裂纹尖端处力学及其电场的强度因子．     

基于压电传感器的电荷放大测量电路的优化方案

从压电传感器的工作特点、适用范围和影响压电传感器工作性能的主要因素出发,在给出了压电传感器两种测量电路的基础上,进一步分析了电荷放大器测量电路的性能.提出设计一种差分放大形式的信号调理电路来减小干扰和漂移,通过EWB电子仿真软件对所设计的信号适调电路进行仿真,结果表明,差分放大形式的信号适调电路达到了预期的优化要求.     

超微仿生扑翼飞行器压电双晶驱动器仿真与优化

为了设计高性能的超微仿生扑翼飞行器压电双晶驱动器,提出了结合正交试验与压电场、应力场等多物理场直接耦合有限元法,对微驱动器的结构、几何参数进行优化.根据正交试验表设计有限元仿真分析试验,对试验结果进行极差分析,得到各影响因素对驱动器弯曲角度指标影响的主次顺序,并获得了提高压电双晶片驱动器性能的最优化方案.仿真结果表明,多物理场优化方法大幅度提高了扑动角度,满足超微扑翼飞行器的设计要求.     

基于压电陶瓷的锡膏三维检测投影光栅移相设计

锡膏三维检测仪控制光栅移相的压电陶瓷存在的非线性、迟滞和蠕变效应,使传统方法测定的控制电压误差较大．采用基于图像灰度匹配的方法对压电陶瓷的控制电压值进行测定校正,提高了移相控制的精度和速度,仿真实例验证了方法的有效性．     

受约束悬臂输流管振动的最优控制

使用压电片作为控制执行元件,对具有线性弹簧支承和三次非线性运动约束的悬臂输流管道的振动进行了最优控制·考虑压电片通上电流而产生伸缩后对管道施加的控制力矩,推导出了受控输流管系统的运动微分方程,并利用Galerkin方法对其进行了离散化处理·根据可同时使管道振动变形和控制输入能量达到最小的最优控制原则设计出了最优控制器,同时还对管道受控前后的运动响应进行了数值仿真,以验证该控制方案的有效性·通过比较发现,提出的最优控制方案不但能控制输流管的周期运动,而且对该系统的混沌运动也能进行有效控制·