为实现温室农业的精准施肥,设计了一种基于压电驱动器的施肥控制装置。该装置采用压电液压驱动和双肥料箱施肥,适用水肥一体化灌溉模式。确定了装置的工作条件、输出功率和载肥能力。当驱动介质气体含量极低时,工作条件为电压150 V,频率350 Hz,施加内压力0.04 MPa。肥料重量1~1.5 kg时,施肥装置的功率基本稳定,最高达92 mW。与驱动介质气体含量较多时对比,装置的载肥能力提升3倍,功率提升1.517倍,具备更强的稳定性和工作效率。

为确定腔体数量对压电泵和压电液压驱动器性能的影响,制作双腔至九腔串联压电装置并进行试验。结果表明:压电泵的输出随腔体数量增加而提升。压电泵的输出流量以腔数5个为界限,输出压力以腔数6个分界。腔数低于此数时,每增加一个腔室,二者均提升显著,流量最大可提升2.42倍,压力最大可提升1.96倍;腔数高于此数时,提升幅度较低。压电液压驱动器的输出速度/输出推力以腔体数量5为界,低于此数时,驱动器输出随腔数增加提升的幅度大;腔数在5以上时,提

为满足大行程、高输出力精密驱动与控制的需求,提出一种压电叠堆隔膜泵驱动的压电液压马达,建立了理论模型并进行了仿真分析.给出了刚度匹配时最佳面积比及最佳负载的确定方法.设计制作了试验样机,测试了半径比对其性能的影响规律.在工作频率为280 Hz时,半径比为0.8马达的输出功率是半径比为0.53马达输出功率的4.43倍,这说明选取合理的结构参数可有效地提高马达性能.理论分析结果表明,负载一定时,存在最佳的结构参数（刚性顶块与泵腔的半径比、泵腔与液压缸面积比）使马达速度及功率最大、最佳面积比随半径比增加而减小.结构参数一定时,速度随负载增加而降低、存在最佳负载使输出功率最大,且最佳负载随面积比及半径比增加而降低.

为确定液体的可压缩性和气体含量对压电驱动器性能的影响分别在不同的传递介质和加载压力下研究了驱动器的输出速度和推力的变化规律。结果表明:以自来水为介质时驱动器的最佳加载压力是0.07MPa最大输出速度和推力为13.83mm/s66.4N是压力为0时的1.17倍和1.29倍。以纯净水为介质时驱动器的最佳加载压力是0.04MPa最大输出速度和推力为25.83mm/s92.6N是压力为0时的1.11倍和115倍;比采用自来水做介质时增长了1.87倍和1.39倍。加载合适压力后驱动器的输出速度、推力、步长增加且输出与电压(频率)的线性关系范围增大;系统中气体含量越少驱动器达到最佳输出所需加载的压力越小加载压力对驱动器的输出性能的影响越明显。