壓電直線電機及其驅動控制的研究.pdf

1、本課題來源于國家自然科學基金項目《壓電精密致動技術的基礎研究》（項目編號：50735002）。
　　 壓電直線電機能夠直接輸出直線運動，具有體積小，控制精度高、無電磁干擾、響應速度快、能量密度高等優(yōu)點，在精密儀器和設備的驅動與控制方面有廣闊的應用前景。
　　 傳統(tǒng)共振型壓電直線電機工作時定子處于共振狀態(tài)，其動力學和熱力學穩(wěn)定性問題需要進行深入細致的研究，才能實現高精度定位。本文以提高壓電直線電機的穩(wěn)定性和可控性為目的，提

2、出了一種新型壓電直線電機結構及驅動方法，并進行了實驗研究。
　　 在電機原理方面，分析了傳統(tǒng)共振型壓電直線電機的不足，提出了一種非共振型壓電直線電機。該電機利用疊層型壓電陶瓷驅動電壓低振幅大，且在一定頻率范圍內振幅保持不變的特點，直接由疊層型壓電陶瓷驅動，具有驅動頻率與速度成正比的特性。與共振型電機相比，工作穩(wěn)定、可控性好。
　　 在電機結構方面，改進了傳統(tǒng)壓電直線電機定、動子之間的夾持結構，設計了一種基于柔性鉸鏈的新型

3、夾持結構。該結構能有效地限制定子的自由度，使其僅能在垂直于定、動子接觸面方向運動，減小了電機運行中定、動子的相對晃動，提高了電機的穩(wěn)定性。并在定子中設計了一種用于施加壓電陶瓷預緊力的裝置，該裝置結構簡單，能夠預估預緊力的大小。
　　 在電機驅動方面，通過實驗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動容性負載的新型驅動器。該驅動器使用±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。該驅動器使