小型复合激励盘式行波超声电机关键技术研究

小型复合激励盘式行波超声电机关键技术研究

作者:师大云端图书馆 时间:2015-11-28 分类:毕业论文 喜欢:2900
师大云端图书馆

【摘要】行波旋转型超声电机同传统电磁电机相比,具有结构简单、低速灵活、大转矩、断电自锁和不受磁场干扰等特点,在空间姿态调整机构、精密定位、机器人关节和精密仪器等方面具有广阔应用前景。目前行波旋转超声电机多采用圆环轴向弯曲振动模态进行激励,这种激励方式主要依靠驱动足激励,圆周运动部分与定子厚度成正比,影响驱动器运行速度、响应精度和输出力矩,而且定子厚度增加会导致弯振振幅下降,使其整体体积偏大,在上述应用方面还不够理想。由于复合激励可以很好的解决振幅稳定和驱动器小型化问题,使其比较适合上述应用方面的驱动实现。目前国内外对于复合激励下超声电机的研究和应用还属于探索性阶段,还需要更进一步深入地研究理论、结构设计、摩擦机理、控制算法及小型化等方面的关键科学技术问题。本文基于上述科学技术问题开展了研究探索,可以为行波旋转型超声电机小型化研究提供新思路和理论基础,对于拓展应用领域,具有很好的现实意义。本文从行波超声电机的运行机理出发,研究了纵振和弯振复合耦合关系对电机复合激励时其驱动性能的影响,采用有限元建模分析方法对纵弯模态圆盘式小型超声电机进行总体优化设计,研究探讨了适宜于该类型电机结构的摩擦材料及其转换机理,利用优化算法对其控制器进行了设计,围绕样机设计了测试和实验研究装置,对其关键科学技术问题展开了理论和实验研究探索,主要的研究内容包括:1.通过对模态变换研究和分析,提出了利于电机小型化的基于纵弯模态转换的复合激励贴片式圆盘行波超声电机结构。利用有限元分析方法对超声电机的结构参数进行了设计,分析了模态转换机理,建立了电机有限元模型,对两个振动模态特征频率进行了简并,构建了驱动齿振动轨迹图谱,并对电学特性进行了分析。2.研制了直径为30mm的小型24齿复合激励盘型超声电机样机。在理论分析的基础上,制作了超声电机样机,利用齿形结构解决了定转子连续接触问题,利用振动特性和阻抗特性测试完成了实验研究工作,验证了理论分析和有限元方法设计的正确性。3.根据定转子接触面的微观运动特点,研究了构建纳米复合摩擦材料的方法,通过对材料微观形貌、负载响应、摩擦系数等特性研究,探讨了纳米材料摩擦转换机理。该方法较好地解决了摩擦材料微尺度的形变与超声电机微米级运动状态啮合度和提高输出力矩问题。4.提出了对样机控制器采用自适应—随机惯性权重粒子群算法(简称APSO-RIW)优化PID参数的方法,通过与其他算法比较,该优化算法对于提高控制器的收敛速度和定位精度具有优势。设计了基于DSP和双DDS技术的超声样机驱动器,拓宽了驱动器频率调整区间,提高了相位转换误差精度。5.设计了基于LabVIEW虚拟仪器平台的超声电机测试装置,并同传统分立仪器测量方法进行了实验比对,测试表明设计的测试装置和传统分立仪器测量方法测出的结果基本一致。
【作者】宋起超;
【导师】周真;
【作者基本信息】哈尔滨理工大学,精密仪器及机械,2014,博士
【关键词】超声电机;模态变换;粒子群优化;主动激励;纳米摩擦材料;

【参考文献】
[1]易维启,宋吉杰.声波测井资料与地震资料之间的匹配──波速频散校正[J].石油地球物理勘探,1994,S1:72-75+173.
[2]李鑫.大跨度斜拉桥施工过程中几何非线性行为分析[D].西南交通大学,桥梁与隧道工程,2013,硕士.
[3]金顺.市场导向下的中职生职业素质培养研究[D].辽宁师范大学,学科教学(专业学位),2012,硕士.
[4]李小强.负压创面治疗技术对大鼠创面血管生成的影响及分子机制的研究[D].第四军医大学,外科学(专业学位),2013,硕士.
[5]陈亮.知识经济时代下的标准竞争研究[D].首都经济贸易大学,企业管理,2004,硕士.
[6]吴昊,王晶.我国高速铁路运价水平问题探析[J].改革与战略,2015,03:26-32+59.
[7]解梦婷.基于因子分析的国际大型商业银行竞争力研究[D].华中科技大学,国际商务,2013,硕士.
[8]朱姗姗.我国职务犯罪侦查中的问题及完善对策[D].华东政法大学,法律(专业学位),2012,硕士.
[9]毛丽林.考虑用户需求的电能质量综合评估[D].湖南大学,电力系统及其自动化,2011,硕士.
[10]杨洋.中国区域工业化与交通资源配置协调研究[D].北京交通大学,2013.
[11]祝妍妍.三鹿奶粉案研究[D].黑龙江大学,法律,2013,硕士.
[12]田原.政府规制视角下企业海外并购问题研究[J].财经理论研究,2014,02:96-101.
[13]陈星.汽车外形改装设计研究[D].北方工业大学,工业设计工程,2014,硕士.
[14]王挺.考虑惯性的气体挤压膜的理论分析与实验研究[D].南京航空航天大学,机械设计及理论,2013,硕士.
[15]危柳丽.一份广州司法口译职业化现状的调研报告[D].广东外语外贸大学,翻译(专业学位),2014,硕士.
[16]张灵.DNA超微注射量精密控制技术的研究[D].广东工业大学,2004.
[17]孙平艳.A Study on the Translation of the Compilation of Teaching Administration Rules and Regulations under the Guidance of Functional Equivalence Theory[D].西安外国语大学,MTI翻译,2014,硕士.
[18]王炳章.勘探地球物理方法技术的最新进展──第68届SEG年会暨’98国际展览会综述[J].石油地球物理勘探,1999,04:465-483+490.
[19]张琼.记者微博对传统媒体新闻生产的影响研究[D].云南师范大学,新闻学,2013,硕士.
[20]虞东海.基于DSP的矢量控制变频调速系统[D].浙江大学,控制理论与控制工程,2004,硕士.
[21]刘树墩.论当代写意人物画的造型语言特色[D].山东师范大学,艺术(专业学位),2013,硕士.
[22]姜梅玲.TS、ERCC1在晚期结直肠癌组织中的表达及其临床意义[D].苏州大学,肿瘤学(专业学位),2013,硕士.
[23]张勇刚,王程程,魏野,李宁,周卫东.一种空间分布式变阶数自适应网络滤波算法[J].自动化学报,2014,07:1355-1365.
[24]幺建鹏.马克思主义精神生产理论与中国先进文化[D].河北师范大学,马克思主义理论与思想政治教育,2004,硕士.
[25]黄颖凤.佘田桥镇土地综合整治工程的项目规划研究[D].湖南大学,工商管理,2013,硕士.
[26]裴利华.“对话—生成”:学校心理教育模式的构建与实施[D].湖南师范大学,教育,2004,硕士.
[27]戎科.偏瘫步态的建模及动态电刺激康复研究[D].南京体育学院,运动人体科学,2012,硕士.
[28]吴春荣.农村妇女小额信贷政策研究[D].福建农林大学,农业科技组织与服务,2012,硕士.
[29]王鸿雁.车辆路径问题在养老服务中的应用研究[D].华中科技大学,系统工程,2013,硕士.
[30]高雪咪.江苏东台地区第四纪地层及环境变迁[D].中国地质大学(北京),第四纪地质学,2014,硕士.
[31]李春洪.某分离导向机构动力学仿真研究[D].哈尔滨工业大学,飞行器设计,2013,硕士.
[32]张长娅.电视读书节目的发展与困境[D].四川外国语大学,文艺学,2014,硕士.
[33]陈兆宽,陈辉.控制幅值受限下定常离散线性系统最小拍控制序列的一种综合方法[J].自动化学报,1995,05:570-577.
[34]岳明.乌鲁木齐市农业旅游消费者行为研究[D].新疆农业大学,产业经济学,2012,硕士.
[35]李国萍.西方法官自由裁量思想的历史寻迹及其法理学分析[D].中国政法大学,法理学,2004,硕士.
[36]张传升,萧蕴诗,赵勇.用模糊C-均值聚类方法挖掘Web日志潜在客户的应用研究[J].微型机与应用,2005,01:57-60.
[37]何利.我国档案局(馆)政府信息公开制度运行状态研究[D].南京大学,档案学,2013,硕士.
[38]张鑫淼.银行消费者权益保护问题研究[D].北京交通大学,法律,2013,硕士.
[39]王玉铮.纽约国际金融中心的形成与发展(1919-1945)[D].华东师范大学,世界史,2013,硕士.
[40]柯圆圆.扭曲碎积的Gorenstein及Calabi-Yau性质[D].曲阜师范大学,基础数学,2013,硕士.
[41]贾鑫.蒙古国留学生汉语写字教学研究[D].内蒙古师范大学,汉语国际教育(专业学位),2013,硕士.
[42]张园秀.中药枇杷叶DNA甲基化及其与化学成分相关性研究[D].福建中医药大学,中药学,2014,硕士.
[43]顾准.中国“文气”说的国外解读[D].华东师范大学,中国古代文学,2013,硕士.
[44]李琪.西部葡萄酒生产企业国际化战略研究[D].兰州大学,工商管理(专业学位),2013,硕士.
[45]张明智.东16井区精细地质研究及开发效果评价[D].东北石油大学,地质工程(专业学位),2013,硕士.
[46]陈悦.关于“脑—计算机”中脑电信号分类的研究[D].南京邮电大学,计算机应用技术,2013,硕士.
[47]李斌,李永丽,贺家李.750kV线路保护与并联电抗器动作的研究[J].电力系统自动化,2005,11:40-44.
[48]宋振邦.油田地面工程布局优化[J].石油规划设计.1993(02)
[49]丁高洁.社会资本、机会识别对农民创业绩效的影响研究[D].浙江大学,农业经济管理,2012,硕士.
[50]李广曦,陈蔚文.中医药类数据库建设的回顾与分析[J].医学信息,2005,06:557-560.

相关推荐
更多