低頻脈沖激勵步進蠕動式精密壓電驅動器的研究.pdf

1、隨著近些年精密加工、微納制造等領域快速發(fā)展，精密驅動和定位技術已經成為加工和制造領域中最為基礎和亟待解決的關鍵技術。而壓電驅動技術是一種新型的驅動方式，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。它具有結構簡單、運動分辨率高、功率密度高、定位精度高、響應速度快、斷電自鎖、無電磁干擾、等突出優(yōu)點。所以將壓電驅動技術應用于精密驅動具有重要的科學意義和應用價值。
　　本文研制了一種步進蠕動式精密壓電驅動器，分析

2、了步進蠕動式壓電精密壓電驅動器的工作原理，設計了壓電驅動器的結構。根據(jù)壓電驅動器的工作原理，本文設計了具有對稱性的工字型結構，然后利用ANSYS有限元仿真對其結構進行優(yōu)化和材料選擇。在確定了壓電驅動器的結構后，用ANSYS軟件對步進蠕動式精密壓電驅動器進行了仿真分析，包括靜力學分析、模態(tài)分析和瞬態(tài)分析。這為步進蠕動式精密壓電驅動器提供了理論基礎。
　　本文研制了壓電驅動器驅動電源，驅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。本文對驅動電源各個部分進行設計和調試，最終得到了電壓在200V內可調，頻率在100Hz內可調，并且具有較強的驅動輸出能力和較小紋波的驅動電源。驅動電源信號輸出與步進蠕動式精密壓電驅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。
　　本文研制了壓電驅動器實驗測試平臺，平臺主要由步進蠕動式精密壓電