壓電慣性驅(qū)動機構(gòu)的驅(qū)動力和運動參數(shù)測試研究.pdf

1、壓電慣性驅(qū)動器是利用壓電元件產(chǎn)生的慣性力差作為驅(qū)動力的壓電驅(qū)動裝置。壓電元件產(chǎn)生的驅(qū)動力是機構(gòu)的動力源，其定量分析對于優(yōu)化機構(gòu)的輸出性能有著重要作用，驅(qū)動裝置的運動參數(shù)主要包括步長，速度和加速度等，是衡量裝置輸出特性的重要指標。本文對壓電元件產(chǎn)生的驅(qū)動力進行了定量分析，設(shè)計了驅(qū)動力的測試試驗和驗證試驗，將壓電元件用作傳感元件，設(shè)計電路裝置測試了驅(qū)動力，利用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，預測驅(qū)動裝置的運動參數(shù)。研究內(nèi)容如下:
　　分析壓電雙晶片元件

2、的輸出特性和等效電路模型。推導了正、逆壓電效應下壓電元件的輸出特性，利用Matlab軟件仿真分析了壓電雙晶片元件的尺寸參數(shù)對輸出位移和端部作用力影響，推導壓電元件輸出電荷與端部位移關(guān)系;分析了壓電雙晶片元件的阻抗特性，采用阻抗分析儀測試了對壓電雙晶片元件的等效模型參數(shù)。
　　推導壓電慣性驅(qū)動器的驅(qū)動力表達式。分析在正弦信號、鋸齒波信號和方波信號激勵下壓電雙晶片的端部位移，速度和加速度響應，分析驅(qū)動力的時域和頻域響應特性曲線，采用S

3、imulink軟件對壓電振子動態(tài)特性進行了仿真分析。
　　進行壓電雙晶片振子的驅(qū)動力測試試驗和驗證試驗。采用壓電式加速度傳感器測試了在基頻下壓電雙晶片振子的加速度，結(jié)合壓電雙晶片振子的慣性質(zhì)量計算得到驅(qū)動力的數(shù)值，利用快速傅立葉算法分析了驅(qū)動力的頻域特性;搭建了驅(qū)動力驗證試驗平臺，采用摩擦學方法驗證驅(qū)動力的測試結(jié)果。
　　提出基于壓電自感知方法的驅(qū)動力測試的方法。將壓電雙晶片的一片壓電晶片用作傳感元件，分析了壓電雙晶片的加速