新型水声换能器材料PZT超微粉制备研究
纳米技术的出现和发展为制备高性能陶瓷材料提供了一个崭新的途径。为获得性能优良的眩r压电陶瓷。满足水声换能器的应用需要,试验针对化学沉淀法制备PZT超微细粉进行了深入系统地研究。合成了一次颗粒小于10nm、平均粒径40~50nm的PZT超微细粉。检测结果表明,化学沉淀法是制备高性能PZT超微细粉体的合理方法,粉体颗粒细小、活性好、尺寸分布范围窄,适合制备高性能的PZT压电陶瓷。
矩形空腔噪声主动控制的研究
以压电陶瓷为执行元件,采用以控制噪声为目标,直接控制板件振动来控制空腔噪声的主动控制技术路线,将神经网络控制技术与自适应技术相结合,用于矩形空腔模型噪声主动控制系统中。采用同位配置和结构模态声辐射效率,进行传感器和作动器的位置布置。试验取得了较好的降噪效果,为多通道噪声主动控制理论在汽车等矩形空腔模型上应用提供了有益的探索和参考。
卫星太阳能帆板振动抑制研究
太阳能帆板是给航天器提供能源的重要装置,以压电陶瓷为做动器的智能结构可以有效地抑制卫星太阳能帆板在太空中的振动.基于Hamilton变分原理,推导得到含多个压电陶瓷片的太阳能帆板模型的振动方程.制作了太阳能帆板振动主动控制实验系统,并对太阳能帆板模型进行振动主动控制实验.实验结果表明该控制系统可大幅度降低卫星太阳能帆板的振动,延长其使用寿命.
超精密加工中的微位移技术
微位移技术是实现超精密加工的重要途径,据此介绍了微位移的实现方法,并对压电陶瓷微位移机构系统作了进一步的介绍,阐述了系统的组成、工作原理、结构及特点.最后进行了采用MCS-51系列单片机控制的压电陶瓷微位移机构闭环控制系统来提高工件的面形精度的实验.结果表明,工件的面形精度提高了50%以上.
扫描隧道显微镜精密工作台的神经网络控制
针对目前扫描隧道显微镜超高精度位移的要求,提出了一种基于神经网络的精密工作台控制方案。在分析微位移机构工作原理的基础上,建立了工作台的数学模型。神经网络辨识器在线辨识工作台的机械参数,神经网络自学习PID控制器代替传统PID控制器,实现了样本的在线采集,有效克服了神经网络控制器需要离线训练的缺点。利用BP网络的自学习和自适应能力,实时调整网络加权值,改变控制器的控制系数,增强了系统的实时控制性能。实验结果表明,相对于传统PID控制算法,参考位移量为10Fm时,达到稳态值的时间从3.8S缩短到1.8S,稳态误差从4.29/6减小到1.99/6。
压电陶瓷微位移器的非线性修正
针对压电陶瓷微位移器的非线性问题进行了深入的研究,提出了使用该方法可以将压电陶瓷微位器的非一性度从25%降到4%,这是一种简单,方便,可靠,成本低的非线性补偿方法。文中对压电陶瓷位移器的非线性机理做了深入的研究,并给出一个基于IBM486计算机与MCS98单片机以及测试试验台组成的一个完整的试验系统。
激光干涉微轮廓测量仪
基于Michelson干涉仪测量原理研制的微轮廓测量仪,载物平台采用步进电机和压电陶瓷(PZT)两级闭环驱动与定位,步进电机用于快速粗定位和扩大测量范围,压电陶瓷用于精密定位,重复定位精度为10 nm;测量光路采用共干涉系统,对机械振动,温度漂移不敏感;测量范围20 mm×20 mm×0.4 mm,纵向分辨率为0.32 μm,横向分辨率为0.5μm.
基于压电陶瓷的微进给工作台及其控制系统的软硬件实现
论文提出并介绍了一种基于压电陶瓷的微进给工作台及其控制系统的软硬件实现方法。它是由压电陶瓷、柔性铰链机构和单片机控制系统所组成的系统。将该系统以一定的方式安装在已有磨削机构上,就可以实现对高精密零件的磨削加工,实验表明,它可以保证机床的最大定位误差小于0.04μm,最大归零误差小于0.04μm。该系统已经用在精密外圆磨床上完成对工件的超精密磨削加工。满足工件最大加工误差小于0.05μm。该系统不仅用在外圆磨床的精密进给上,还可以用在平面磨床和内圆磨床上实现对高精密零件的超精密加工。
超高压金属橡胶精密流量阀的理论建模
利用压电陶瓷材料的精密位移输出特性和金属橡胶材料的多孔、减压、节流特性设计出了一种超高压精密流量控制阀,来实现超高压、微小流量的精确控制,并得到了该阀的流量表达式。理论分析结果表明,该阀的流量不仅与阀进出口的压差有关,还与压电陶瓷和金属橡胶的参数有关。
压电驱动水压换向阀中放大机构的设计
为解决传统电磁换向阀耗能高的缺点,采用压电陶瓷来驱动水压换向阀。在文中提出了压电驱动水压液压换向阀的结构形式,设计了所需大输出位移的柔性铰链结构,对本柔性铰链进行了理论的位移损失分析,最终对不同负载力下柔性铰链输出位移进行了仿真。分析与仿真表明:本柔性铰链放大机构在负载力70N时,输入端位移为0.05mm时,输出位移为0.346mm,此时放大倍数为6.92。












