【摘要】：本課題是在國家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目(編號(hào):51575259);機(jī)械結(jié)構(gòu)力學(xué)及控制國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室(南京航空航天大學(xué))自主研究課題資助(編號(hào):0315K01);和973項(xiàng)目的資助下開展的研究。制導(dǎo)武器在現(xiàn)代戰(zhàn)爭中扮演著越來越重要的角色,對(duì)各種微小、精密和高性能的執(zhí)行機(jī)構(gòu)提出了廣泛需求。本文針對(duì)小口徑制導(dǎo)彈藥的需求背景,利用超聲電機(jī)結(jié)構(gòu)簡單、響應(yīng)速度快(毫秒級(jí))、位移分辨率高(微米級(jí))、控制精度好以及無需減速機(jī)構(gòu)等特點(diǎn),提出了三種多通道舵機(jī)控制用微小型超聲電機(jī)。分別針對(duì)特定的微小超聲電機(jī),經(jīng)過結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)分析和設(shè)計(jì),加工出了原理樣機(jī),隨后進(jìn)行了集成裝配和調(diào)試,并測得機(jī)械輸出特性。推動(dòng)了小口徑制導(dǎo)武器的發(fā)展。本文的主要內(nèi)容概括如下:1、明確了研究目的和研究意義,了解了微小型超聲電機(jī)和制導(dǎo)子彈的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀以及取得的成果,明確了制導(dǎo)彈藥對(duì)舵機(jī)提出的要求。2、設(shè)計(jì)了一種基于雙彎曲模態(tài)電機(jī)定子結(jié)構(gòu)及夾持方式,利用有限元計(jì)算開展了對(duì)定子的結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)設(shè)計(jì),加工了原理樣機(jī)并得到了電機(jī)的輸出特性數(shù)據(jù)。隨后將此電機(jī)運(yùn)用到四通道獨(dú)立控制的系統(tǒng)集成上,設(shè)計(jì)了多通道舵機(jī)控制裝置,并開展了舵機(jī)控制試驗(yàn)。3、提出了一種基于圓板振動(dòng)和懸臂糧彎振模態(tài)的多通道舵機(jī)控制的微小型超聲電機(jī),開展了結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)分析和工作模態(tài)設(shè)計(jì),實(shí)現(xiàn)了一個(gè)電機(jī)就可以控制多通道的定子結(jié)構(gòu)構(gòu)想。利用有限元計(jì)算開展了對(duì)定子的結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)設(shè)計(jì),加工了原理樣機(jī)并得到了電機(jī)的輸出特性數(shù)據(jù)。4、基于shaking beam原理對(duì)多通道控制的超聲電機(jī)進(jìn)行設(shè)計(jì),實(shí)現(xiàn)了四通道獨(dú)立驅(qū)動(dòng),根據(jù)諧響應(yīng)分析繪出了驅(qū)動(dòng)面的三維空間橢圓運(yùn)動(dòng)軌跡。加工了原理樣機(jī)并得到了電機(jī)的輸出特性數(shù)據(jù)。
【圖文】：

研究現(xiàn)狀設(shè)計(jì)靈活，在微小化上引起專家學(xué)者的高度不錯(cuò)的成績。早期，，東京大學(xué)就研制出了一電機(jī)的定子直徑僅為 2.4mm，長度 10mm，以達(dá)到 880 r / min，力矩為 7 N m。電機(jī)圓筒型定子上，十字均勻分布四個(gè)電極，在兩對(duì)陶瓷可激勵(lì)出圓筒型定子的彎曲振動(dòng)，定子搖頭運(yùn)動(dòng)，原理如圖 1.4 所示。2000 年步縮小[22]。定子換能器 轉(zhuǎn)子2 彈簧圖 1.3 東京大學(xué)研制的電機(jī)構(gòu)型圖

圖 1.6 Penns. State 大學(xué)的電機(jī)實(shí)物區(qū)極化的 PZT 管作為定子，研制出了微型桿式超聲電分區(qū)極化的 PZT 管，依次分別施加相位相差90 的激電極（如 13 或 24）使 PZT 管產(chǎn)生彎曲振動(dòng)，兩種彎ZT 管端部可驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)。電機(jī)的最高轉(zhuǎn)速可
【學(xué)位授予單位】：南京航空航天大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：TJ410.3

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2615206