為解決在壓電驅(qū)動、電磁驅(qū)動、電熱驅(qū)動和靜電驅(qū)動等微驅(qū)動領(lǐng)域中,電磁干擾頻發(fā)影響驅(qū)動效率的問題�；赑LZT陶瓷在紫外光照射下的反常光生伏特效應(yīng),提出了光電-靜電復(fù)合驅(qū)動的新型驅(qū)動方式,不僅具有PLZT陶瓷光致形變驅(qū)動的可遙控、驅(qū)動清潔、無電磁干擾等優(yōu)點(diǎn),同時相比于光致形變驅(qū)動,具有更快的響應(yīng)速度,為PLZT陶瓷在微驅(qū)動領(lǐng)域的應(yīng)用研究奠定了理論基礎(chǔ)。對PLZT陶瓷光生電壓的多物理場耦合數(shù)學(xué)模型及影響因素進(jìn)行了研究。考慮到在低光強(qiáng)、短時間的光照情況下,熱釋電和壓電效應(yīng)帶來的電場影響可以忽略,建立了PLZT陶瓷光生電壓簡化形式。在此基礎(chǔ)上開展了 PLZT陶瓷光生電壓的影響因素研究,得到了光強(qiáng)、光照面積和電極材料對光生電壓的影響規(guī)律,并進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證;并指出外界偏置電場對PLZT陶瓷光生電壓沒有影響。對基于PLZT陶瓷光生電壓的復(fù)合驅(qū)動特性進(jìn)行了研究。分別提出了光電壓電和光電-靜電柔性懸臂梁,并對其驅(qū)動機(jī)理進(jìn)行了闡述;建立了光電壓電和光電-靜電復(fù)合驅(qū)動柔性懸臂梁的數(shù)學(xué)模型;對影響復(fù)合驅(qū)動特性的影響因素如PVDF的尺寸、靜電區(qū)域的大小和光強(qiáng),進(jìn)行了理論分析、數(shù)值仿真和實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證,驗(yàn)證了光生電壓的復(fù)合驅(qū)動柔性梁數(shù)學(xué)模型的正確性。開展了光電-靜電MEMS柔性梁的力學(xué)特性分析。從Bernoulli-Euler梁理論出發(fā),構(gòu)建了光電-靜電MEMS懸臂梁和固支梁的數(shù)學(xué)模型;從光強(qiáng)、柔性梁尺寸和光電-靜電場尺寸方面,對輸出撓度的影響進(jìn)行了數(shù)值分析與仿真,得到了影響規(guī)律;建立光電-靜電場位置分布的數(shù)學(xué)模型,給出了光電-靜電場的最優(yōu)布局建議。開展了光電-靜電復(fù)合驅(qū)動柔性懸臂梁的閉環(huán)主動控制研究�；诤唵蔚腛N-OFF策略,建立了光電-靜電復(fù)合驅(qū)動柔性懸臂梁閉環(huán)控制的數(shù)學(xué)模型,并進(jìn)行了閉環(huán)主動控制仿真和實(shí)驗(yàn)研究,驗(yàn)證了控制策略的有效性。
【學(xué)位單位】：南京理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：TN384
【部分圖文】：

．．９８７年日本學(xué)者Ｕｃｈｉｎ〇［３５＾人利用ＰＬＺＴ雙晶片的光致彎曲特點(diǎn)，設(shè)計(jì)了一種光??如圖１．３所示。利用ＰＬＺＴ雙晶片彎曲觸碰活動件，繼而導(dǎo)通繼電器。１９８９年，??〇［３６］等人又設(shè)計(jì)了一種微行走機(jī)構(gòu)如圖１．４所示，該行走機(jī)構(gòu)行走原理類似于人類??其兩條“腿”是ＰＬＺＴ雙晶片組成，當(dāng)用高能光束交替照射機(jī)構(gòu)的兩條腿，腿會??曲，進(jìn)而行走器會以１６．７?ｐｍ／ｓ的速度行走。??

．．９８７年日本學(xué)者Ｕｃｈｉｎ〇［３５＾人利用ＰＬＺＴ雙晶片的光致彎曲特點(diǎn)，設(shè)計(jì)了一種光??如圖１．３所示。利用ＰＬＺＴ雙晶片彎曲觸碰活動件，繼而導(dǎo)通繼電器。１９８９年，??〇［３６］等人又設(shè)計(jì)了一種微行走機(jī)構(gòu)如圖１．４所示，該行走機(jī)構(gòu)行走原理類似于人類??其兩條“腿”是ＰＬＺＴ雙晶片組成，當(dāng)用高能光束交替照射機(jī)構(gòu)的兩條腿，腿會??曲，進(jìn)而行走器會以１６．７?ｐｍ／ｓ的速度行走。??

?／Ａｓ．??Ｉｔ?羞??圖１．１?ＰＬＺＴ雙晶片結(jié)構(gòu)示意圖?圖１．２?ＰＬＺＴ受紫外光彎曲變形示意圖??１９８７年日本學(xué)者Ｕｃｈｉｎ〇［３５＾人利用ＰＬＺＴ雙晶片的光致彎曲特點(diǎn)，設(shè)計(jì)了一種光??繼電器如圖１．３所示。利用ＰＬＺＴ雙晶片彎曲觸碰活動件，繼而導(dǎo)通繼電器。１９８９年，??Ｕｃｈｉｎ〇［３６］等人又設(shè)計(jì)了一種微行走機(jī)構(gòu)如圖１．４所示，該行走機(jī)構(gòu)行走原理類似于人類??行走，其兩條“腿”是ＰＬＺＴ雙晶片組成，當(dāng)用高能光束交替照射機(jī)構(gòu)的兩條腿，腿會??發(fā)生彎曲，進(jìn)而行走器會以１６．７?ｐｍ／ｓ的速度行走。??｜?１２—?Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇ?ｄｌｒｅｃｔｌｏｒ??＾?Ｊ?－?－??圖１．３光繼電器開關(guān)?圖１．４微行走機(jī)構(gòu)??１９９３年Ｆｕｋｕｄａ等人通過對ＰＬＺＴ雙晶片的靜態(tài)實(shí)驗(yàn)，提出了?ＰＬＺＴ多物理場耦合??的理論，并提出了一種基于ＰＬＺＴ雙晶片光控伺服系統(tǒng)［３７］，如圖１．５所示。其主要原理??是利用不同方向的ＵＶ光決定了雙晶片的彎曲方向。同年他設(shè)計(jì)了一種光控微夾鉗［３８］
【參考文獻(xiàn)】

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1 安坤;陳東紅;劉立;何劍;丑修建;張文棟;;低頻響應(yīng)MEMS壓電式微型振動發(fā)電機(jī)[J];微納電子技術(shù);2015年11期

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2 程達(dá)明;PLZT光致伸縮陶瓷的制備及其性能與組分關(guān)系研究[D];清華大學(xué);2005年

本文編號：2866597