压电陶瓷驱动的新型谐综合电子凸轮的研究

提出了一种新型电子凸轮的概念,即利用特殊设计的压电陶瓷组合驱动器作为主动件,由有限元法确定输入的交流电压频率和输出的运动幅值之间的规律,通过控制组成周期性输入电压的分量的频率、幅度和初相位,驱动机构从动件输出的运动实现谐综合的特性,从而达到较高的运动输出精度。     

压电驱动式谐综合电子凸轮

介绍了一种新型电子凸轮，即压电驱动式谐综合电子凸轮采用压电组合驱动器，通过控制其多路输入电压的频率和幅度以及驱动机构从动件输出的运动来实现谐综合的特性，从而将机械凸轮谐综合方法的优点和电子凸轮系统的优点结合起来，可以在高速机械中得到应用。     

凸轮机构简单谐综合

提出了采用有限项谐函数叠加作为凸轮机构运动区间的传动函数的谐综合法，给出了由各区段边界条件确定谐函数系数的解。     

压电陶瓷驱动系统及控制方法研究

给出了一种压电陶瓷驱动系统的控制方法,利用VB中的Timer控件和压电陶瓷电源的DLL动态连接库函数,实现了控制电压的实时可编程输出。针对压电陶瓷驱动器的非线性和迟滞特性,应用MATLAB分别拟合出压电陶瓷驱动器在往返行程中电压与位移值的多项式拟合曲线,得到了电压与位移的关系式,为进一步修正和减少非线性及迟滞误差的影响、提高系统的定位精度,提供了分析的依据。     

谐综合凸轮在间歇运动机构中的应用

提出用谐综合法设计凸轮间歇运动机构的凸轮廓线,可以减低步进段激振造成的停歇段余振响应,从而提高凸轮间歇运动机构的许用转速。对设计方法进行了详细讨论,并有应用计算分析。     

谐综合凸轮机构动力学特性的实验验证

通过对自行研制的谐综合凸轮机构实验装置所采集的信号进行频谱分析和类加速度分析，验证了谐综合凸轮机构理论设计的正确性。     

凸轮机构运动特性的谐评判

提出了凸轮机构运动特性的谐分析法,即对机构整个周期２π内的运动作傅里叶级数分析,并根据机构的固有频率和机器的转速范围来选择、评判最佳的运动方程。本文列举了采用谐分析法选择的织机织造１／２斜纹织物的凸轮开口机构采用的运动规律。     

谐综合凸轮机构动力学特性的实验验证

通过对自行研制的谐综合凸轮机构实验装置所采集的信号进行频谱分析和类加速度分析 ,验证了谐综合凸轮机构理论设计的正确性。     

基于压电陶瓷驱动器的模糊PID控制设计

分析了常规PID控制的不足,阐述了模糊控制原理、模糊PID控制设计以及模糊PDI的建立,并通过常规PID控制下与模糊PID控制下的压电陶瓷驱动器的位移响应曲线实验对比,证明模糊PID控制的优点.     

压电陶瓷驱动的微步进机构研制

研制了一种压电陶瓷驱动的微步进机构,介绍了步进机构的工作原理,进行了可行性实验,测试了步进机构的步长和动态响应性能,给出了运动速度的近似公式。实验表明,该步进机构能够实现高速度、小步长(纳米至微米级)、大行程的步进运动。     

超声切割用压电换能器理论设计及有限元仿真

基于波动方程和频率方程,建立了电镀金刚石线锯超声切割用压电换能器的解析模型,得到了压电换能器各组成部分的结构尺寸。借助有限元分析软件ANSYS对理论设计的压电换能器进行了动力学分析和优化设计,得到了压电换能器的优化模型。分析结果表明,有限元法对压电换能器的设计和分析具有很好的指导作用。这种换能器具有良好的性能,对下一步的应用研究有重要意义。     

基于d15变形压电致动器动静耦合激励分析

为研制一种大行程、高精度的压电致动器,以夹心式换能为机理,提出一种基于d_(15)动静耦合激励的新型压电致动器。对比优化设计的Cymbal压电叠堆与普通压电叠堆,分析了3种致动模式:d_(31)模式、d_(33)模式和d_(15)模式。利用有限元仿真方法和相关测量试验分析了机构的位移输出量,得到在有限元仿真软件平台中,Cymbal压电叠堆能有效地将d_(15)径向变形转化为轴向变形,其d_(15)模式形变量是d_(31)模式形变量的6.35倍,是d_(33)模式形变量的1.66倍;压电致动器在d_(15)动静耦合激励下的最大位移输出量(8.78×10~(-4) m)是d_(15)静态直流激励(6.45×10~(-5) m)的13.61倍,是d_(15)谐振交流激励(7.80×10~(-4) m)的1.13倍。测量试验发现,压电致动器产生的最大输出位移随着电压的增大呈近似线性增加,当电压为100V时,压电致动器产生的最大输出位移为8.11×10~(-4) m,证明了d_(15)致动模式下动静耦合激励的可行性。     

基于非对称夹持的压电旋转驱动器设计

设计了一种新型非对称夹持压电旋转驱动器。通过对称性电信号激励粘贴在基板上的压电晶片,使基板自由端带动质量块非对称地往复摆动,进而产生非对称的惯性驱动力,实现压电旋转驱动器的定向运动。研制了非对称压电惯性旋转驱动器样机,搭建了驱动器的测试系统,对驱动器步长、摩擦力矩、载荷特性等进行了测试。结果表明,驱动器在电压为15V、频率为10Hz、夹持差为3mm时,步长分辨率为1.82μrad,摩擦力矩为2.475N·mm条件下的最大输出载荷为0.122N。     

一种压电执行器部件预紧力测试方法研究

压电执行器部件是新一代高压共轨压电喷油器中的关键部件,其封装时需要施加一定的预紧力.本文提出了一种压电执行器部件预紧力的测试方法,设计了相应的测试装置,并制定了试验流程.通过样品压电执行器部件预紧力的试验验证,表明该测试方法可以准确测量压电执行器部件预紧力大小.     

基于DSP的电动执行器控制系统

提出了一种基于数字信号处理器(DSP)的电动执行器控制系统,设计了相应的硬件电路,给出了该控制系统的软件设计方案.实验表明:以TMS320LF2407A为核心的电动执行器控制系统不仅能够满足实时控制的要求,易于实现先进的控制策略,而且设计方案电路简单、可靠性强,具有较高的应用价值.     

基于改变正压力的惯性式压电旋转机构的研究

提出通过机械方式控制压电移动机构和支撑面之间摩擦力的有序变化,形成有规律的新型惯性式压电旋转机构的研究方案。设计了旋转机构的结构模型,分析了机构的运动原理,建立了机构的动力学模型,应用现代控制理论,利用Matlab对机构进行了运动学仿真,得到了机构位移、速度仿真曲线,设计、制作了旋转机构样机,并作了相关的性能测试。仿真分析结果和试验结果表明了运动机理和动力学模型的正确性。     

积层式压电驱动器的有限元建模分析

该文利用有限元分析法对直动式压电伺服阀驱动元件-积层式压电驱动器的静、动态特性进行了深入的分析,建立了积层式压电驱动器多层压电结构的有限元模型,得到静态与动态工作的分析结果。理论分析的结果表明,积层式压电驱动器具有较大的输出位移与输出力,以及具有良好的动态响应特性,由其构造压电伺服阀,不会限制系统的频宽,结合合理的放大机构与阀体结构,有望达到高速、精密的伺服控制。     

基于神经网络的压电自感知主动控制仿真试验

由于传统的自感知电桥电路难以有效地实现自感知执行器传感与执行之间的信号分离,因此,提出了一种采用神经网络分离出压电自感知执行器传感信号的新方法,用神经网络直接估算结构的振动速度来得到振动控制时控制器的反馈信号.将嵌入在复合材料悬臂梁中的压电陶瓷片作为自感知执行器,采用基于Filter-X LMS算法的自适应滤波控制器对悬臂梁的振动进行主动控制.结果表明神经网络估算得到的振动速度和用传感器直接测得的完全吻合,将神经网络的输出作为控制器的反馈信号可以取得理想的减振效果.