目 錄
第1章 緒論 1
1.1 引言 1
1.2 多自由度超聲驅(qū)動器微型化的發(fā)展趨勢 4
1.3 多自由度超聲驅(qū)動器的研究現(xiàn)狀 5
1.3.1 梳齒多定子行波型驅(qū)動器 6
1.3.2 球面單定子行波型驅(qū)動器 9
1.3.3 桿式單定子行波型驅(qū)動器 11
1.3.4 板式單定子駐波型驅(qū)動器 19
1.3.5 其他類型驅(qū)動器 22
1.3.6 多自由度超聲驅(qū)動器微型化存在的問題 22
1.4 本書的內(nèi)容設置 22
第2章 多自由度桿式行波型超聲驅(qū)動器的運動機理 25
2.1 引言 25
2.2 桿的振動模態(tài) 26
2.2.1 桿的縱向振動 26
2.2.2 桿的彎曲振動 28
2.3 桿的多模態(tài)疊加 31
2.3.1 兩相彎曲振動疊加 32
2.3.2 縱向振動和彎曲振動疊加 37
2.4 本章小結(jié) 40
第3章 微型多自由度桿式行波型超聲驅(qū)動器的設計與分析 41
3.1 引言 41
3.2 驅(qū)動器構(gòu)型與機電耦合機理 42
3.2.1 驅(qū)動器構(gòu)型 42
3.2.2 機電耦合機理 45
3.3 PZT內(nèi)部電場求解 48
3.4 定子的模態(tài)理論分析 60
3.4.1 定子的縱向振動 60
3.4.2 定子的彎曲振動 63
3.5 PZT機電耦合分析 71
3.5.1 單模態(tài)機電耦合 72
3.5.2 多模態(tài)機電耦合 78
3.6 定子的有限元優(yōu)化設計 81
3.6.1 基于有限元分析軟件的參數(shù)優(yōu)化 81
3.6.2 優(yōu)化結(jié)果與最終參數(shù) 86
3.7 定子的諧響應分析 92
3.8 本章小結(jié) 95
第4章 微型多自由度桿式行波型超聲驅(qū)動器控制器設計 96
4.1 引言 96
4.2 驅(qū)動器組件加工 96
4.3 PZT上電極 98
4.4 定子零部件粘接 101
4.4.1 金屬驅(qū)動片與PZT粘接 101
4.4.2 PZT與氧化鋁陶瓷板粘接 102
4.4.3 導線粘接 102
4.5 驅(qū)動器的整體裝配 103
4.6 本章小結(jié) 104
第5章 微型多自由度桿式行波型超聲驅(qū)動器的實驗研究 105
5.1 引言 105
5.2 驅(qū)動器實驗平臺搭建 106
5.2.1 交流電源的硬件電路 106
5.2.2 交流電源的軟件設計 111
5.2.3 DDS工作原理 111
5.2.4 基于Verilog HDL硬件描述語言的FPGA程序設計 113
5.2.5 交流電源的輸出測試 117
5.3 定子模態(tài)測試 119
5.4 驅(qū)動器輸出性能測試 124
5.5 本章小結(jié) 133
參考文獻 135