为了提高压电驱动芯片水冷系统的适用性、可维护性以及冷却效率,本文提出一种组合式压电驱动芯片水冷系统。首先,测试和分析了芯片水冷系统中组合式泵单元在220Vpp方波驱动下不同组合方式（串/并联）、泵工作数量以及相对位置时的输出性能,接着,基于组合式泵单元的试验结果进行芯片水冷系统的水冷效果研究。实验结果表明：串联组合双泵工作时,双泵位于串联组合首尾位置（AD）时性能较优,在30Hz时获得最大输出压力（25kPa）;串联组合四泵工作时,分别在35Hz和55Hz获得了最大压力（23.5kPa）和最大流量（13.5mL/min）;并联组合双泵工作时,双泵都位于组合首位（AC）时性能较差;并联组合四泵工作时,分别在50Hz和60Hz获得最大输出流量（22mL/min）和最大输出压力（12.6kPa）;通过串并联以及泵工作数量的切换获得了芯片水冷系统的冷却效果,不同的组合方式以及

研制了一种新型的直动式电液伺服阀,伺服阀的驱动器由压电元件实现.该伺服阀采用电反馈原理,利用位移传感器将位置信号反馈给伺服放大器,与伺服阀的压电驱动器形成一个闭环位置系统,提高了伺服阀的动静态性能.该文对伺服阀样机的静态特性进行了测试,分析了特性曲线上所表征的性能指标及其影响因素;依据实验曲线获得静态特性参数,与北京机床研究所生产的QDY-D40型电磁驱动直动式电液伺服阀进行比较,指出了该阀的优点和不足,并提出改进方法.

设计了一种利用压电双晶片驱动器代替传统双喷嘴电液伺服阀力矩马达驱动部分的新型电液伺服阀,以期改善现有该型阀的动、静态特性.通过试验得出,设计的压电双晶片驱动器输出位移为82.5μm,全量程位移波动小于0.7μm,谐振频率1.2 kHz,完全满足双喷嘴电液伺服阀对驱动器的要求.试验表明:基于此驱动器的电液伺服阀在频率低于100 Hz的范围内具有良好的线性度,克服了传统双喷嘴电液伺服阀在频宽和抗电磁干扰能力等方面的不足.

提出一种基于杠杆放大原理的直动式压电伺服阀。该阀采用大行程的压电叠堆作为驱动元件,经杠杆放大后的位移直接驱动功率级滑阀。采用解析法建立了阀芯运动机构的动力学模型,并对其进行了仿真分析。试制了杠杆放大型直动式压电伺服阀样机,并对样机的动态特性进行了试验测试。结果表明,该阀正向阶跃响应时间为0.54 ms,负向阶跃响应时间为1.08 ms,频宽约为1 kHz。新型伺服阀可以应用于振动试验台、疲劳试验台及需要快速反应的流体控制系统中,可提高系统的快速响应特性。

为满足大行程、高输出力精密驱动及振动控制的需求，设计了压电叠堆隔膜泵驱动的压电液压驱动器并进行了试验．利用实际液体可压缩的特性，建立了压电液压驱动器理论分析模型，分析了液体体积模量以及压电泵腔高对其输出性能的影响规律．结果表明，其他结构参数确定时压电液压驱动器输出能力随液体体积模量的减小而降低，并存在最佳腔高使其输出能力最大．利用尺寸为4mm×4mm×80mm的压电叠堆制作了泵腔直径30mm、高度分别为0．3mm、0．6mm、0．8mm、1．0mm、1．3mm的压电泵，用于驱动尺寸为q520×100mm^3的液压缸．以水为工作介质，在电压150V、频率60—400Hz条件下测试了驱动器的输出速度及驱动力．工作频率为300Hz时，腔高0．6mm（最佳值）时的输出速度为13．2mm／s，分别为腔高0．3mm和1．3mm时的1．1倍和2．28倍；工作频率为80Hz时，腔高0．3mm（最小

为了提高电液伺服阀的频率响应特性,采用响应速度快、输出力大、刚性好的积层式压电驱动器作为伺服阀的前置级电-机械转换器.采用杠杆放大的方式对压电驱动器的输出位移进行放大,保证足够的流量输出;采用直接驱动阀芯的方式增强了抗污染能力以及动态响应特性;功率级滑阀采用内置方式,用单个压电叠堆实现了滑阀的双向控制.试制了压电伺服阀的样机,并对样机进行了静、动态测试.得出该阀的频宽大于1.2 kHz,流量为5.7 L/m in,抗污染能力达到ISO 4406 18/15.

为了提高电液伺服阀的静、动态性能,采用压电叠堆执行器作为电液伺服阀的前置驱动级,提出了一种新型高速精密压电型电液伺服阀.针对系统的非线性和不确定性,提出一种改进的自调整函数模糊控制方法,将系统偏差和偏差变化量在同一闭区间内分成若干等级完成归一模糊量化,将调整因子变为调整函数,并对比例因子进行自调整,从而避免迟滞非线性带来的系统振荡问题,提高模糊控制器精度.实验结果表明,新型压电型电液伺服阀的静态迟滞环〈0.1%,分辨率优于0.03%,闭环控制时,幅频宽〉700 Hz.

研制了一种压电驱动式可用于胰岛素推注的微泵,该泵在结构、原理上均有别于传统的胰岛素泵.在实验室中设计、制作了实验样机,为实现样机体积微小化及保证较高的输出精度,整机设计采用迭片式、多腔体串联结构.通过系统的实验测试和研究进一步验证：压电驱动式微泵性能稳定、推注量更易于精确调节、更适宜于微型化,符合可以植入人体内的人工胰腺的未来研发趋势（样机尺寸： ？16.5 mm×60 mm;36 V正弦信号输入,200 Hz条件下最大输出压力为22 kPa,最大流量达到3 mL/min,单脉冲最小流量为7.5×10-5mL）.