低頻脈沖激勵步進蠕動式精密壓電驅(qū)動器的研究.pdf

1、隨著近些年精密加工、微納制造等領(lǐng)域快速發(fā)展，精密驅(qū)動和定位技術(shù)已經(jīng)成為加工和制造領(lǐng)域中最為基礎(chǔ)和亟待解決的關(guān)鍵技術(shù)。而壓電驅(qū)動技術(shù)是一種新型的驅(qū)動方式，它伴隨著壓電元件、磁致伸縮等功能材料的出現(xiàn)和不斷完善得到了飛速的發(fā)展。它具有結(jié)構(gòu)簡單、運動分辨率高、功率密度高、定位精度高、響應(yīng)速度快、斷電自鎖、無電磁干擾、等突出優(yōu)點。所以將壓電驅(qū)動技術(shù)應(yīng)用于精密驅(qū)動具有重要的科學(xué)意義和應(yīng)用價值。
　　本文研制了一種步進蠕動式精密壓電驅(qū)動器，分析

2、了步進蠕動式壓電精密壓電驅(qū)動器的工作原理，設(shè)計了壓電驅(qū)動器的結(jié)構(gòu)。根據(jù)壓電驅(qū)動器的工作原理，本文設(shè)計了具有對稱性的工字型結(jié)構(gòu)，然后利用ANSYS有限元仿真對其結(jié)構(gòu)進行優(yōu)化和材料選擇。在確定了壓電驅(qū)動器的結(jié)構(gòu)后，用ANSYS軟件對步進蠕動式精密壓電驅(qū)動器進行了仿真分析，包括靜力學(xué)分析、模態(tài)分析和瞬態(tài)分析。這為步進蠕動式精密壓電驅(qū)動器提供了理論基礎(chǔ)。
　　本文研制了壓電驅(qū)動器驅(qū)動電源，驅(qū)動電源包含硬件部分和軟件部分。硬件部分包含控制電

3、路、高壓電路、驅(qū)動電路和基本穩(wěn)壓電路四個部分組成，軟件部分包含控制信號程序、電壓采集程序、LED顯示程序和串口通信程序四個部分。本文對驅(qū)動電源各個部分進行設(shè)計和調(diào)試，最終得到了電壓在200V內(nèi)可調(diào)，頻率在100Hz內(nèi)可調(diào)，并且具有較強的驅(qū)動輸出能力和較小紋波的驅(qū)動電源。驅(qū)動電源信號輸出與步進蠕動式精密壓電驅(qū)動器的工作原理時序分析信號相吻合，同時它具有過流保護功能。
　　本文研制了壓電驅(qū)動器實驗測試平臺，平臺主要由步進蠕動式精密壓電