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《吉林大学》 2006年
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压电双晶片型二自由度惯性冲击式精密驱动器理论与实验研究

张宏壮  
【摘要】: 本文分析了压电型精密驱动器的研究现状,结合国家863计划项目、国家自然科学基金项目和高等学校博士学科点专项科研基金项目,提出了以悬臂式压电双晶片为驱动元件,利用惯性冲击原理致动的压电双晶片型多自由度惯性冲击式精密驱动器,并对其进行了理论及实验研究。 通过有限元分析和实验测试,分析了悬臂式压电双晶片静态特性。推导了自由端带有集中质量的悬臂式压电双晶片振子弯曲振动微分方程。对双晶片振子进行了弯曲模态有限元分析,确定了适于惯性冲击应用的振型。分别建立了双晶片振子和双晶片型惯性冲击式驱动器的动力学模型和仿真模型,利用Matlab对双晶片振子和驱动器进行了动力学仿真分析,得出了双晶片振子和驱动器的动态特性,提出了定频调压的特定控制方法。在此基础上,研制了直线、旋转和二自由度三种类型的双晶片型惯性冲击式驱动器样机,对其性能进行了实验测试和仿真分析对比研究,验证了理论模型和定频调压控制方法的正确性。为减小摩擦力变化对驱动器性能的影响,开发了基于LabVIEW虚拟仪器的驱动器闭环电控系统,提高了驱动器的位移精度。研究结果表明双晶片型惯性冲击式精密驱动器具有结构简单、行程大、驱动能力强、分辨率高及成本低等特点,有望成为现有精密驱动器的有力补充。
【学位授予单位】:吉林大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2006
【分类号】:TH703

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【引证文献】
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【参考文献】
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【共引文献】
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10 张竞;一维取向纳米ZnO阵列的制备及其在纳米发电机中的应用[D];辽宁师范大学;2010年
【同被引文献】
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5 何永红,伏金春;基于虚拟仪器的数据采集系统[J];电子质量;2005年10期
6 蔡鹤皋,孙立宁,安辉;压电/电致伸缩微位移器件与应用(上)[J];高技术通讯;1994年05期
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9 崔玉国,孙宝元,董维杰,杨志欣;压电陶瓷执行器迟滞与非线性成因分析[J];光学精密工程;2003年03期
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【二级引证文献】
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5 吴猛;超磁致压电混合精密驱动机构及其控制技术研究[D];吉林大学;2009年
6 唐志峰;超磁致伸缩执行器的基础理论与实验研究[D];浙江大学;2005年
7 孙玉武;自升式平台后服役期结构强度及损伤评估研究[D];哈尔滨工程大学;2001年
8 邢继春;旋转惯性压电电机研究[D];燕山大学;2012年
9 林利红;永磁交流伺服精密驱动系统机电耦合动力学分析与实验[D];重庆大学;2009年
10 王海宁;基于MEMS技术的自吸微泵的研制[D];中国科学院研究生院(电子学研究所);2006年
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1 杨宝岩;非对称夹持式压电惯性冲击旋转驱动器的研究[D];吉林大学;2007年
2 张斌;压电双晶片型微位移放大机构研究[D];河南理工大学;2010年
3 余锦云;非对称夹持压电双晶片惯性冲击驱动器试验研究[D];吉林大学;2006年
4 范尊强;压电型多自由度精密驱动器控制系统开发研究[D];吉林大学;2004年
5 马希理;非对称结构惯性压电旋转驱动器的研究[D];吉林大学;2008年
6 孙磊;深基坑悬臂式灌注桩支护计算机辅助设计[D];西南交通大学;2003年
7 姚瑞香;压电智能器件力电耦合特性分析[D];北京交通大学;2011年
8 王忠伟;压电型两自由度惯性冲击式精密驱动器试验研究[D];吉林大学;2004年
9 冯强;双晶片作驱动源的压电式精密驱动器的设计与研究[D];吉林大学;2004年
10 刘维威;悬臂式连拱组合支护结构的三维有限元分析[D];天津大学;2004年
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