超聲波電機原理與設計

前言
主要符號表
第1章緒論
1.1超聲波電機及其控制的發(fā)展歷史與現(xiàn)狀
1.1.1超聲波電機的發(fā)展簡史
1.1.2超聲波電機控制技術的發(fā)展簡史
1.1.3超聲波電機的研究現(xiàn)狀
1.2超聲波電機的分類
1.2.1驅動方式
1.2.2機械振動獲取方式
1.2.3定轉子接觸方式
1.2.4定子表面橢圓運動獲取方式
1.3超聲波電機的特點和應用
1.3.1與傳統(tǒng)電磁電機的比較
1.3.2超聲波電機的特點
1.3.3超聲波電機及其驅動控制存在的不足
1.3.4超聲波電機的應用
參考文獻
第2章壓電陶瓷和壓電振子的特性
2.1壓電陶瓷及壓電效應
2.2壓電方程
2.2.1介電特性
2.2.2彈性特性
2.2.3機電耦合
2.2.4振動模態(tài)
2.2.5壓電方程
2.2.6描述壓電材料物理特性的重要參數
2.3壓電振子及其等效電路.
2.3.1壓電陶瓷的系統(tǒng)方程
2.3.2等效電路模型
2.3.3壓電振子的諧振特性分析和參數辨識
2.4圓板的振動分析
2.4.1圓板的自由振動
2.4.2圓板內的行波運動
參考文獻
第3章行波超聲波電機的運動機理
3.1行波超聲波電機的結構
3.2行波超聲波電機的運動分析
3.2.1定子行波的產生
3.2.2定子表面質點的橢圓運動軌跡分析
3.2.3共振頻率與共振振幅的計算
3.3行波超聲波電機的定轉子間接觸模型
3.3.1線接觸.庫侖摩擦模型
3.3.2面接觸.庫侖摩擦模型
3.3.3赫茲接觸模型
3.4行波超聲波電機的等效電路分析
3.4.1機械系統(tǒng)一電學系統(tǒng)的對應關系
3.4.2自由定子單相等效電路
3.4.3整體等效電路
3.5極限性能估計
3.5.1性能限制因素
3.5.2極限性能估計
參考文獻
第4章行波超聲波電機的運動方程及其仿真
4.1定子模型的基本假定和運動方程
4.1.1應變一應力關系
4.1.2應變一位移關系
4.1.3電場一電壓關系
4.1.4電能所做的功
4.2定轉子的接觸界面模型
4.3轉子的運動方程
4.4行波超聲波電機系統(tǒng)的數學模型及仿真
4.4.1數學模型
4.4.2系統(tǒng)的模型仿真
4.5超聲波電機接觸模型仿真
4.5.1接觸模型
4.5.2模型仿真
4.5.3實驗結果
4.6定子的有限元分析及仿
4.6.1有限元分析方法
4.6.2超聲波電機定子的有限元分析
4.6.3簾子的橫態(tài)分析
4.6.4定子的諧響J匝分析
4.7黏結層對定子振動的影響
4.7.1黏結層厚度對振動模態(tài)的影響
4.7.2厚度對表面質點運動影響
參考文獻
第5章環(huán)形行波超聲波電機的分析與設計
5.1超聲波電機的分析方法
5.1.1等效電路方法
5.1.2解析方法
5.1.3有限元方法
5.1.4超聲波電機分析中的技術難點
5.2環(huán)形行波超聲波電機的設計方法
5.3一種環(huán)形行波超聲波電機的綜合設計方法
5.4環(huán)形行波超聲波電機定子的設計
5.5環(huán)形行波超聲波電機轉子的設計
5.5.1轉子的柔性
5.5.2定轉子徑向彎曲配合
5.5.3摩擦層的設計
5.6設計方法的應用
參考文獻
第6章行波超聲波電機的驅動
6.1行波超聲波電機驅動電路特點
6.2開關逆變型驅動電路
6.2.1三種開關驅動電路
6.2.2推挽型開關驅動電路的設計
6.3線性放大型驅動電路
6.4超聲波電機的電匹配
6.4.1匹配電路及其對超聲波電機共振性能的影響
6.4.2匹配電路的實現(xiàn)
6.5諧振升壓式驅動電路
參考文獻
第7章行波超聲波電機的控制
7.1行波超聲波電機的控制特點及控制策略
7.1.1行波超聲波電機的控制特點
7.1.2行波超聲波電機的控制策略
72行波超聲波電機的速度控制
7.2.1行波超聲波電機速度穩(wěn)定性控制
7.2.3行波超聲波電機速度精確控制的算法實現(xiàn)
7.3行波超聲波電機定位控制
7.4兩自由度機械臂的超聲波電機控制系統(tǒng)
參考文獻
第8章圓柱定子超聲波電機的分析與設計
8.1栓固定蘭杰文振子
8.2圓柱定子彎曲振動超聲波電機的分析與設計
8.2.1圓柱定子超聲波電機結構特點與運行機理
8.2.2短圓柱定子超聲波電機的分析與設計
8.2.3短圓柱定子超聲波電機優(yōu)化設計與性能測試
8.3圓柱定子縱.扭復合振動超聲波電機的分析與設計
8.3.1圓柱定子縱.扭復合型超聲波電機的基本結構
8.3.2圓柱定子縱.扭復合型超聲波電機定子表面橢圓運動的形成及運動機理
8.3.3圓柱定子縱.扭復合型超聲波電機結構的設計
8.4圓柱定子球轉子多自由度超聲波電機的分析與設計
8.4.1圓柱定子三自由度球轉子超聲波電機研究的意義及存在問題
8.4.2圓柱定子三自由度球轉子超聲波電機理論分析
8.4.3圓柱定子三自由度球轉子超聲波電機的任意兩相的幾何學運動機理
8.4.4圓柱定子三自由度球轉子超聲波電機的合成運動軌跡
8.4.5圓柱定子三自由度球轉子超聲波電機的定子阻抗特性
8.4.6圓柱定子三自由度球轉子超聲波電機的驅動控制
8.4.7基于DsP的圓柱定子三自由度球轉子超聲波電機的驅動控制
8.4.8圓柱定子三自由度超聲波電機的應用
參考文獻
第9章步進超聲波電機的分析與設計
9.1自校正超聲波電機的發(fā)展和特點
9.2同相驅動的超聲波電機
9.2.1工作原理
9.2.2結構設計
9.3多相式步進超聲波電機的機理與設計
9.3.1步進運動機理
9.3.2步進超聲波電機的設計
9.3.3定子的有限元分析
9.4多相步進超聲波電機的參數優(yōu)化設計
9.4.1半步驅動的多相步進超聲波電機的原理
9.4.2大步距角控制
9.5步進超聲波電機的驅動控制和實驗
9.5.1步進超聲波電機的驅動
9.5.2步進超聲波電機的控制
9.5.3步進超聲波電機的試驗
參考文獻
第10章直線超聲波電機的分析與設計
10.1直線超聲波電機簡介
10.2模態(tài)耦合型直線超聲波電機
10.2.1模態(tài)耦合型直線超聲波電機基本結構
10.2.2模態(tài)耦合型直線超聲波電機的運行機理
10.2.3模態(tài)耦合型直線超聲波電機共振模態(tài)的簡并
10.3駐波型直線超聲波電機
10.3.1直線超聲波電機的運動機理
10.3.2直線超聲波電機動子梁的振動分析
10.3.3實驗驗證
參考文獻
第11章超聲波電機的制造技術及測試技術
11.1超聲波電機的制造技術
11.1.1工藝流程
11.1.2工藝要求
11.1.3黏結過程
11.1.4引線過程
11.1.5裝配過程
11.1.6時效處理
11.2超聲波電機的測試技術
11.2.1自由定子的阻抗測試
11.2.2壓電陶瓷參數的測量
11.2.3定子的振型和振幅測量
11.2.4轉子預壓力測量
11.2.5阻抗自動測試系統(tǒng)
11.2.6性能測試
11.2.7噪聲測試
11.3性能測試結果及實驗分析
11.3.1自由定子的動態(tài)阻抗測試
11.3.2振動測量
11.3.3阻抗特性測試結果及分析
11.3.4超聲波電機的性能測試
參考文獻
附錄A
附錄B