超聲波電機(jī)原理與設(shè)計(jì)

前言
主要符號(hào)表
第1章緒論
1.1超聲波電機(jī)及其控制的發(fā)展歷史與現(xiàn)狀
1.1.1超聲波電機(jī)的發(fā)展簡(jiǎn)史
1.1.2超聲波電機(jī)控制技術(shù)的發(fā)展簡(jiǎn)史
1.1.3超聲波電機(jī)的研究現(xiàn)狀
1.2超聲波電機(jī)的分類
1.2.1驅(qū)動(dòng)方式
1.2.2機(jī)械振動(dòng)獲取方式
1.2.3定轉(zhuǎn)子接觸方式
1.2.4定子表面橢圓運(yùn)動(dòng)獲取方式
1.3超聲波電機(jī)的特點(diǎn)和應(yīng)用
1.3.1與傳統(tǒng)電磁電機(jī)的比較
1.3.2超聲波電機(jī)的特點(diǎn)
1.3.3超聲波電機(jī)及其驅(qū)動(dòng)控制存在的不足
1.3.4超聲波電機(jī)的應(yīng)用
參考文獻(xiàn)
第2章壓電陶瓷和壓電振子的特性
2.1壓電陶瓷及壓電效應(yīng)
2.2壓電方程
2.2.1介電特性
2.2.2彈性特性
2.2.3機(jī)電耦合
2.2.4振動(dòng)模態(tài)
2.2.5壓電方程
2.2.6描述壓電材料物理特性的重要參數(shù)
2.3壓電振子及其等效電路.
2.3.1壓電陶瓷的系統(tǒng)方程
2.3.2等效電路模型
2.3.3壓電振子的諧振特性分析和參數(shù)辨識(shí)
2.4圓板的振動(dòng)分析
2.4.1圓板的自由振動(dòng)
2.4.2圓板內(nèi)的行波運(yùn)動(dòng)
參考文獻(xiàn)
第3章行波超聲波電機(jī)的運(yùn)動(dòng)機(jī)理
3.1行波超聲波電機(jī)的結(jié)構(gòu)
3.2行波超聲波電機(jī)的運(yùn)動(dòng)分析
3.2.1定子行波的產(chǎn)生
3.2.2定子表面質(zhì)點(diǎn)的橢圓運(yùn)動(dòng)軌跡分析
3.2.3共振頻率與共振振幅的計(jì)算
3.3行波超聲波電機(jī)的定轉(zhuǎn)子間接觸模型
3.3.1線接觸.庫侖摩擦模型
3.3.2面接觸.庫侖摩擦模型
3.3.3赫茲接觸模型
3.4行波超聲波電機(jī)的等效電路分析
3.4.1機(jī)械系統(tǒng)一電學(xué)系統(tǒng)的對(duì)應(yīng)關(guān)系
3.4.2自由定子單相等效電路
3.4.3整體等效電路
3.5極限性能估計(jì)
3.5.1性能限制因素
3.5.2極限性能估計(jì)
參考文獻(xiàn)
第4章行波超聲波電機(jī)的運(yùn)動(dòng)方程及其仿真
4.1定子模型的基本假定和運(yùn)動(dòng)方程
4.1.1應(yīng)變一應(yīng)力關(guān)系
4.1.2應(yīng)變一位移關(guān)系
4.1.3電場(chǎng)一電壓關(guān)系
4.1.4電能所做的功
4.2定轉(zhuǎn)子的接觸界面模型
4.3轉(zhuǎn)子的運(yùn)動(dòng)方程
4.4行波超聲波電機(jī)系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型及仿真
4.4.1數(shù)學(xué)模型
4.4.2系統(tǒng)的模型仿真
4.5超聲波電機(jī)接觸模型仿真
4.5.1接觸模型
4.5.2模型仿真
4.5.3實(shí)驗(yàn)結(jié)果
4.6定子的有限元分析及仿
4.6.1有限元分析方法
4.6.2超聲波電機(jī)定子的有限元分析
4.6.3簾子的橫態(tài)分析
4.6.4定子的諧響J匝分析
4.7黏結(jié)層對(duì)定子振動(dòng)的影響
4.7.1黏結(jié)層厚度對(duì)振動(dòng)模態(tài)的影響
4.7.2厚度對(duì)表面質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)影響
參考文獻(xiàn)
第5章環(huán)形行波超聲波電機(jī)的分析與設(shè)計(jì)
5.1超聲波電機(jī)的分析方法
5.1.1等效電路方法
5.1.2解析方法
5.1.3有限元方法
5.1.4超聲波電機(jī)分析中的技術(shù)難點(diǎn)
5.2環(huán)形行波超聲波電機(jī)的設(shè)計(jì)方法
5.3一種環(huán)形行波超聲波電機(jī)的綜合設(shè)計(jì)方法
5.4環(huán)形行波超聲波電機(jī)定子的設(shè)計(jì)
5.5環(huán)形行波超聲波電機(jī)轉(zhuǎn)子的設(shè)計(jì)
5.5.1轉(zhuǎn)子的柔性
5.5.2定轉(zhuǎn)子徑向彎曲配合
5.5.3摩擦層的設(shè)計(jì)
5.6設(shè)計(jì)方法的應(yīng)用
參考文獻(xiàn)
第6章行波超聲波電機(jī)的驅(qū)動(dòng)
6.1行波超聲波電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路特點(diǎn)
6.2開關(guān)逆變型驅(qū)動(dòng)電路
6.2.1三種開關(guān)驅(qū)動(dòng)電路
6.2.2推挽型開關(guān)驅(qū)動(dòng)電路的設(shè)計(jì)
6.3線性放大型驅(qū)動(dòng)電路
6.4超聲波電機(jī)的電匹配
6.4.1匹配電路及其對(duì)超聲波電機(jī)共振性能的影響
6.4.2匹配電路的實(shí)現(xiàn)
6.5諧振升壓式驅(qū)動(dòng)電路
參考文獻(xiàn)
第7章行波超聲波電機(jī)的控制
7.1行波超聲波電機(jī)的控制特點(diǎn)及控制策略
7.1.1行波超聲波電機(jī)的控制特點(diǎn)
7.1.2行波超聲波電機(jī)的控制策略
72行波超聲波電機(jī)的速度控制
7.2.1行波超聲波電機(jī)速度穩(wěn)定性控制
7.2.3行波超聲波電機(jī)速度精確控制的算法實(shí)現(xiàn)
7.3行波超聲波電機(jī)定位控制
7.4兩自由度機(jī)械臂的超聲波電機(jī)控制系統(tǒng)
參考文獻(xiàn)
第8章圓柱定子超聲波電機(jī)的分析與設(shè)計(jì)
8.1栓固定蘭杰文振子
8.2圓柱定子彎曲振動(dòng)超聲波電機(jī)的分析與設(shè)計(jì)
8.2.1圓柱定子超聲波電機(jī)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)與運(yùn)行機(jī)理
8.2.2短圓柱定子超聲波電機(jī)的分析與設(shè)計(jì)
8.2.3短圓柱定子超聲波電機(jī)優(yōu)化設(shè)計(jì)與性能測(cè)試
8.3圓柱定子縱.扭復(fù)合振動(dòng)超聲波電機(jī)的分析與設(shè)計(jì)
8.3.1圓柱定子縱.扭復(fù)合型超聲波電機(jī)的基本結(jié)構(gòu)
8.3.2圓柱定子縱.扭復(fù)合型超聲波電機(jī)定子表面橢圓運(yùn)動(dòng)的形成及運(yùn)動(dòng)機(jī)理
8.3.3圓柱定子縱.扭復(fù)合型超聲波電機(jī)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)
8.4圓柱定子球轉(zhuǎn)子多自由度超聲波電機(jī)的分析與設(shè)計(jì)
8.4.1圓柱定子三自由度球轉(zhuǎn)子超聲波電機(jī)研究的意義及存在問題
8.4.2圓柱定子三自由度球轉(zhuǎn)子超聲波電機(jī)理論分析
8.4.3圓柱定子三自由度球轉(zhuǎn)子超聲波電機(jī)的任意兩相的幾何學(xué)運(yùn)動(dòng)機(jī)理
8.4.4圓柱定子三自由度球轉(zhuǎn)子超聲波電機(jī)的合成運(yùn)動(dòng)軌跡
8.4.5圓柱定子三自由度球轉(zhuǎn)子超聲波電機(jī)的定子阻抗特性
8.4.6圓柱定子三自由度球轉(zhuǎn)子超聲波電機(jī)的驅(qū)動(dòng)控制
8.4.7基于DsP的圓柱定子三自由度球轉(zhuǎn)子超聲波電機(jī)的驅(qū)動(dòng)控制
8.4.8圓柱定子三自由度超聲波電機(jī)的應(yīng)用
參考文獻(xiàn)
第9章步進(jìn)超聲波電機(jī)的分析與設(shè)計(jì)
9.1自校正超聲波電機(jī)的發(fā)展和特點(diǎn)
9.2同相驅(qū)動(dòng)的超聲波電機(jī)
9.2.1工作原理
9.2.2結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
9.3多相式步進(jìn)超聲波電機(jī)的機(jī)理與設(shè)計(jì)
9.3.1步進(jìn)運(yùn)動(dòng)機(jī)理
9.3.2步進(jìn)超聲波電機(jī)的設(shè)計(jì)
9.3.3定子的有限元分析
9.4多相步進(jìn)超聲波電機(jī)的參數(shù)優(yōu)化設(shè)計(jì)
9.4.1半步驅(qū)動(dòng)的多相步進(jìn)超聲波電機(jī)的原理
9.4.2大步距角控制
9.5步進(jìn)超聲波電機(jī)的驅(qū)動(dòng)控制和實(shí)驗(yàn)
9.5.1步進(jìn)超聲波電機(jī)的驅(qū)動(dòng)
9.5.2步進(jìn)超聲波電機(jī)的控制
9.5.3步進(jìn)超聲波電機(jī)的試驗(yàn)
參考文獻(xiàn)
第10章直線超聲波電機(jī)的分析與設(shè)計(jì)
10.1直線超聲波電機(jī)簡(jiǎn)介
10.2模態(tài)耦合型直線超聲波電機(jī)
10.2.1模態(tài)耦合型直線超聲波電機(jī)基本結(jié)構(gòu)
10.2.2模態(tài)耦合型直線超聲波電機(jī)的運(yùn)行機(jī)理
10.2.3模態(tài)耦合型直線超聲波電機(jī)共振模態(tài)的簡(jiǎn)并
10.3駐波型直線超聲波電機(jī)
10.3.1直線超聲波電機(jī)的運(yùn)動(dòng)機(jī)理
10.3.2直線超聲波電機(jī)動(dòng)子梁的振動(dòng)分析
10.3.3實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證
參考文獻(xiàn)
第11章超聲波電機(jī)的制造技術(shù)及測(cè)試技術(shù)
11.1超聲波電機(jī)的制造技術(shù)
11.1.1工藝流程
11.1.2工藝要求
11.1.3黏結(jié)過程
11.1.4引線過程
11.1.5裝配過程
11.1.6時(shí)效處理
11.2超聲波電機(jī)的測(cè)試技術(shù)
11.2.1自由定子的阻抗測(cè)試
11.2.2壓電陶瓷參數(shù)的測(cè)量
11.2.3定子的振型和振幅測(cè)量
11.2.4轉(zhuǎn)子預(yù)壓力測(cè)量
11.2.5阻抗自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)
11.2.6性能測(cè)試
11.2.7噪聲測(cè)試
11.3性能測(cè)試結(jié)果及實(shí)驗(yàn)分析
11.3.1自由定子的動(dòng)態(tài)阻抗測(cè)試
11.3.2振動(dòng)測(cè)量
11.3.3阻抗特性測(cè)試結(jié)果及分析
11.3.4超聲波電機(jī)的性能測(cè)試
參考文獻(xiàn)
附錄A
附錄B