本文選題：超聲電機 + 模態(tài)分析�。� 參考：《中北大學》2017年碩士論文

【摘要】：超聲電機是近些年迅速發(fā)展起來的一種新型微特電機,其工作原理不同于傳統(tǒng)的電磁式電機,它是利用壓電陶瓷的逆壓電效應(yīng),將激勵信號的電能轉(zhuǎn)化為高頻振動的機械能,進而通過定轉(zhuǎn)子間的摩擦耦合傳遞力矩的工作方式。有著體積輕小、低轉(zhuǎn)速大力矩、無電磁干擾、定位精度高、結(jié)構(gòu)設(shè)計靈活等優(yōu)點,因此在航空航天、智能機器人、精密儀器等領(lǐng)域展現(xiàn)了廣闊的應(yīng)用前景,近些年來得到了廣泛關(guān)注和深入研究。本文對行波超聲電機進行深入分析和研究,提出了梳齒型行波超聲電機的改進方案,原先定子中起放大作用的齒經(jīng)過多齒度劃分形成了多齒的梳齒結(jié)構(gòu),本方案通過對定子的這種梳齒結(jié)構(gòu)進行了改進,并使用有限元分析軟件對這種結(jié)構(gòu)進行了仿真建模研究,證明了方案的合理性,并據(jù)此設(shè)計了改進后的梳齒型超聲電機。超聲電機具有特殊的振動模態(tài)要求,需要有專門的驅(qū)動控制器來驅(qū)動,為此基于梳齒型超聲電機的有限元仿真數(shù)據(jù),設(shè)計了超聲電機的驅(qū)動控制系統(tǒng)。其中硬件方面詳細設(shè)計了驅(qū)動器各個部分的工作原理和電路模塊,并通過電路仿真以及實驗波形測試分析進行了合理性驗證;軟件部分設(shè)計了基于虛擬儀器的超聲電機數(shù)據(jù)采集系統(tǒng),系統(tǒng)通過上位機和數(shù)據(jù)采集卡、驅(qū)動器之間進行數(shù)據(jù)傳輸以及信號控制,實現(xiàn)了上位機的采集功能。最后,搭建了梳齒型超聲電機的二維測試平臺,對超聲電機進行了瞬態(tài)性能等測試,分析了各個參數(shù)對超聲電機性能測試的影響。
[Abstract]:Ultrasonic motor is a new type of micro and special motor which has been developed rapidly in recent years. Its working principle is different from the traditional electromagnetic motor. It uses the inverse piezoelectric effect of piezoelectric ceramics to convert the electrical energy of the excitation signal into the mechanical energy of high frequency vibration. Furthermore, the working mode of friction coupling transfer torque between stator and rotor is adopted. It has the advantages of small volume, low rotational speed and large torque, no electromagnetic interference, high positioning accuracy, flexible structure design, etc., so it has shown a broad application prospect in aerospace, intelligent robot, precision instrument and other fields. In recent years, it has received extensive attention and in-depth research. In this paper, the traveling wave ultrasonic motor is deeply analyzed and studied, and the improved scheme of comb type traveling wave ultrasonic motor is put forward. By improving the comb structure of the stator and using the finite element analysis software, the scheme is simulated and studied. The rationality of the scheme is proved, and the improved comb ultrasonic motor is designed accordingly. The ultrasonic motor has the special vibration mode request, and needs to have the special drive controller to drive. Therefore, based on the finite element simulation data of the comb ultrasonic motor, the drive and control system of the ultrasonic motor is designed. In the aspect of hardware, the working principle and circuit module of each part of the driver are designed in detail, and the rationality is verified by circuit simulation and test analysis of experimental waveform. In the software part, the ultrasonic motor data acquisition system based on virtual instrument is designed. The data transmission and signal control between the driver and the upper computer are carried out by the upper computer and the data acquisition card. The acquisition function of the upper computer is realized. Finally, the two-dimensional testing platform of combed ultrasonic motor is built, the transient performance of ultrasonic motor is tested, and the influence of various parameters on the performance test of ultrasonic motor is analyzed.
【學位授予單位】：中北大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2017
【分類號】：TM359.9

【參考文獻】

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本文編號：1917985