本文關(guān)鍵詞：基于壓電變壓器的微推進(jìn)器結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)

  更多相關(guān)文章： 微推進(jìn)器 壓電陶瓷 升壓比 頻率 有限元分析

【摘要】：由于傳統(tǒng)的微推進(jìn)器具有比沖低、重量大、結(jié)構(gòu)復(fù)雜等原因,難以滿足納米衛(wèi)星的發(fā)展需求,本文主要研究是基于MEMS技術(shù)的微推進(jìn)系統(tǒng),在壓電變壓器的基礎(chǔ)上對(duì)微推進(jìn)器進(jìn)行結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì),因?yàn)閴弘娮儔浩骶哂畜w積小、重量輕、升壓比高、壽命長(zhǎng)、不易燃、無電磁污染等優(yōu)點(diǎn),在壓電變壓器優(yōu)點(diǎn)的基礎(chǔ)上對(duì)微推進(jìn)器進(jìn)行結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì),可以實(shí)現(xiàn)對(duì)推進(jìn)力的精確調(diào)控,提高系統(tǒng)可靠性,發(fā)展成為一種高效率、高精度、低功耗、結(jié)構(gòu)緊湊的納米衛(wèi)星推進(jìn)系統(tǒng)。主要研究?jī)?nèi)容如下：(1)在壓電變壓器基礎(chǔ)上對(duì)微推進(jìn)器進(jìn)行理論建模,建立一個(gè)單層圓盤形,材料為鈮酸鋰(LiNbO3)的微推進(jìn)器裝置。之后進(jìn)行數(shù)學(xué)建模,對(duì)微推進(jìn)器的一些核心參數(shù)進(jìn)行公式推導(dǎo),如升壓比、功率、頻率等。(2)以COMSOL有限元仿真為基礎(chǔ)對(duì)微推進(jìn)器進(jìn)行深入分析,建立微推進(jìn)器有限元模型,對(duì)其進(jìn)行仿真分析,之后在結(jié)合MATLAB仿真,深入了解各項(xiàng)參數(shù)對(duì)微推進(jìn)器的影響,如升壓比、功率和負(fù)載電阻等。進(jìn)而對(duì)微推器進(jìn)行參數(shù)優(yōu)化和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。(3)工廠定制不同尺寸的壓電陶瓷,進(jìn)而加工成不同輸入尺寸和不同輸出尺寸的微推進(jìn)器,之后搭建測(cè)試平臺(tái)對(duì)微推進(jìn)器進(jìn)行性能測(cè)試,首先對(duì)前面章節(jié)理論分析和仿真結(jié)果進(jìn)行驗(yàn)證,然后對(duì)不同尺寸的微推進(jìn)器進(jìn)行性能測(cè)試,如：輸出的電壓、升壓比、效率、負(fù)載電阻參數(shù)等,最后比較結(jié)果得出最優(yōu)微推進(jìn)器。
【關(guān)鍵詞】：微推進(jìn)器 壓電陶瓷 升壓比 頻率 有限元分析
【學(xué)位授予單位】：安徽工程大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：V439
【目錄】：

• 摘要5-7
• ABSTRACT7-11
• 第1章 緒論11-21
• 1.1 研究背景與意義11-12
• 1.1.1 課題來源11
• 1.1.2 課題背景與意義11-12
• 1.2 電推進(jìn)器國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀12-19
• 1.2.1 電推進(jìn)器分類與特點(diǎn)12-13
• 1.2.2 電推進(jìn)器的發(fā)展13-15
• 1.2.3 電推進(jìn)器的研究現(xiàn)狀15-19
• 1.3 論文主要研究?jī)?nèi)容和總體框架19-21
• 第2章 微推進(jìn)器壓電方程確立與壓電振子理論21-32
• 2.1 壓電效應(yīng)21-25
• 2.1.1 壓電材料21-23
• 2.1.2 壓電原理23-25
• 2.2 壓電振子的四類邊界條件及四類壓電方程25-28
• 2.2.1 四類邊界條件25-26
• 2.2.2 四類壓電方程26-27
• 2.2.3 微推進(jìn)器適用的壓電方程的確立27-28
• 2.3 壓電振子的振動(dòng)模式及支撐方式28-30
• 2.3.1 壓電振子的振動(dòng)模式28
• 2.3.2 壓電振子的支撐方式28-29
• 2.2.3 壓電振子的激勵(lì)方式29-30
• 2.4 微推進(jìn)器的機(jī)械品質(zhì)因數(shù)30-31
• 2.5 本章小結(jié)31-32
• 第3章 微推進(jìn)器理論分析32-42
• 3.1 微推進(jìn)器壓電方程推導(dǎo)32-35
• 3.2 微推進(jìn)器等效電路模型的建立35-39
• 3.3 微推進(jìn)器的升壓比和功率39-41
• 3.4 本章小結(jié)41-42
• 第4章 微推進(jìn)器有限元建模及仿真分析42-52
• 4.1 有限元分析42-45
• 4.1.1 COMSOL Multiphysics軟件介紹43-44
• 4.1.2 COMSOL Multiphysics壓電分析44
• 4.1.3 MATLAB軟件介紹44-45
• 4.2 微推進(jìn)器有限元分析45-46
• 4.2.1 微推進(jìn)器有限元模型建立45
• 4.2.2 邊界條件45-46
• 4.2.3 網(wǎng)格劃分46
• 4.3 微推進(jìn)器仿真分析46-51
• 4.4 小結(jié)51-52
• 第5章 微推進(jìn)器的實(shí)驗(yàn)研究52-60
• 5.1 微推進(jìn)器的設(shè)計(jì)與制作52-54
• 5.2 試驗(yàn)臺(tái)的搭建與測(cè)試54-58
• 5.3 本章小結(jié)58-60
• 第6章 結(jié)論與展望60-62
• 6.1 本文工作總結(jié)60
• 6.2 未來研究展望60-62
• 參考文獻(xiàn)62-70
• 攻讀學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文和成果目錄70-71
• 致謝71

【參考文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前1條

1 吳漢基,蔣遠(yuǎn)大,張志遠(yuǎn);電推進(jìn)技術(shù)的應(yīng)用與發(fā)展趨勢(shì)[J];推進(jìn)技術(shù);2003年05期

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本文編號(hào)：709105