基于机械波合成的谐振方波钳位式压电马达研究

项目名称： 基于机械波合成的谐振方波钳位式压电马达研究

项目编号： No.51405127

项目类型： 青年科学基金项目

立项/批准年度： 2014

项目学科： 机械、仪表工业

项目作者： 贺良国

作者单位： 合肥工业大学

项目金额： 25万元

中文摘要： 压电马达在精密仪器、航空航天、生物医疗等领域有着广阔的应用前景。然而，现有压电马达存在摩擦磨损严重、寿命短、效率低等缺点。本项目提出，通过机械波合成得到谐振机械方波，采用基于机械方波的高频谐振“钳位-驱动”工作模式实现压电马达的宏观运动。该类型马达有望解决马达的上述问题；同时，谐振方波振幅大、频率高、能耗低，能够充分发挥压电元件的高频高密度特性，实现高功率输出。本项目拟采用理论分析、数值计算、仿真建模和测试检验相结合的方法，对马达的运行机理、结构设计和控制系统进行研究。首先对“钳位-驱动”控制机理进行分析，建立系统理论模型；其次深入研究非正弦谐振机械波合成机理，掌握不同结构、不同振型实现谐振机械方波输出的规律及方法；再次分析空气阻尼损失、振动能耗、阻抗匹配以及能量传递过程，以提高马达输出性能和效率；最后进行压电马达样机研制，并总结出相关设计和分析方法，为压电马达的进一步实用化提供新思路。

中文关键词： 压电马达；谐振；机械方波合成；钳位；频率匹配

英文摘要： Piezoelectric motors have wide application prospects in the fields of precision instruments, aerospace, medical technology and so on. However, most of the traditional piezoelectric motors bear severe friction and wear, resulting in the disadvantages of lo

英文关键词： piezoelectric motor；resonance；mechanical square wave synthesis；anchoring/loosening；frequency matching