基于貼片式彎振模態(tài)超聲電機(jī)驅(qū)動電氣比例閥的研究.pdf

1、氣動系統(tǒng)已在自動化生產(chǎn)中得到了廣泛的應(yīng)用。然而,電氣比例壓力閥作為氣動系統(tǒng)中最常見的控制閥,其穩(wěn)態(tài)精度和分辨率是影響氣動系統(tǒng)控制精度的主要因素之一。超聲電機(jī)作為一種精密的驅(qū)動器,已被廣泛應(yīng)用于各個領(lǐng)域。本文提出采用一種貼片式彎曲振動模態(tài)超聲電機(jī)作為噴嘴擋板式先導(dǎo)型電氣比例壓力閥的驅(qū)動器,以求提高現(xiàn)有電氣比例壓力閥的穩(wěn)態(tài)精度和分辨率。
　　本文通過建立貼片式彎振模態(tài)超聲電機(jī)的質(zhì)點軌跡方程,給出了該類型超聲電機(jī)端面的運動行波,進(jìn)而解釋

2、了該類型超聲電機(jī)的運行機(jī)理。通過推導(dǎo)定子的力系數(shù)公式,研究了壓電片的貼片位置、貼片長度對電機(jī)輸出特性的影響,并對結(jié)論進(jìn)行了仿真驗證。并研究了利用一階振動模態(tài)與利用二階振動模態(tài)對電機(jī)輸出力的影響。
　　設(shè)計了基于一階彎振模態(tài)和二階彎振模態(tài)的貼片式超聲電機(jī)的結(jié)構(gòu)尺寸,利用 ANSYS有限元方法對兩種超聲電機(jī)進(jìn)行了模態(tài)、諧響應(yīng)和瞬態(tài)分析。研制出了一階電機(jī)和二階電機(jī),搭建了測控試驗臺,對兩種電機(jī)的基本特性進(jìn)行了測試并作出了對比分析。并完成

3、了超聲電機(jī)的位置伺服控制,對其位置方波跟蹤和正弦跟蹤進(jìn)行了測試。
　　給出了電氣比例壓力閥的整體結(jié)構(gòu),闡述了其工作原理,對噴嘴擋板閥結(jié)構(gòu)尺寸進(jìn)行了設(shè)計。通過建立超聲電機(jī)的動力學(xué)模型、主閥的質(zhì)量流量方程、質(zhì)量流量連續(xù)性方程和閥芯力平衡方程,在 Matlab/Simulink中建立了電氣比例閥的仿真模型。最后對其進(jìn)行了開環(huán)特性和閉環(huán)特性的仿真分析,并討論了結(jié)構(gòu)參數(shù)對電氣比例閥基本特性的影響。
　　創(chuàng)建了閥樣機(jī)的測控系統(tǒng),測試了閥