压电陶瓷驱动伺服阀的设计及特性研究

发布时间：2021-04-18 06:35

　　液压伺服控制系统相较于其它控制系统而言,具有快速性好、控制精度高、功率-重量比大等优点被广泛地应用在军事和航天航空领域,但是在过去的50年里,作为液压伺服控制系统的关键部件,伺服阀的设计并没有什么改变。随着智能材料的发展,利用新型材料来驱动伺服阀成为人们对伺服阀进行探索的新方向。目前,压电陶瓷就其压电性能优越、响应速度快和耐久性好等优点成为驱动伺服阀的首选材料。本文根据压电陶瓷驱动器的结构形式设计了一种新型压电陶瓷驱动伺服阀,针对所设计的伺服阀建立数学模型,进行仿真分析、提出控制策略并利用实验进行了验证。论文就压电陶瓷驱动器的工作原理进行分析,根据当前压电陶瓷驱动器的出力、输出位移、谐振频率等特性情况选择了能够满足伺服阀驱动要求的压电陶瓷驱动器类型。对所选的压电陶瓷圆环弯曲片进行输出特性的分析,采用有限元完成静态特性的仿真分析,得到圆环弯曲片的简化数学模型。分析圆环弯曲片的安装和与伺服阀的连接方式,研究了对压电陶瓷驱动器的输出特性产生影响的安装因素及其影响情况。根据对伺服阀提出的改进设计要求选择所设计伺服阀为先导阀采用滑阀进行液压放大的两级伺服阀,建立相应的数学模型和仿真模型。对压电驱... 

【文章来源】：哈尔滨工业大学黑龙江省 211工程院校 985工程院校

【文章页数】：84 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

压电效应示意图

b）逆压图 1-1 压电效应示意图为压电材料的典型应用，随着压电材器被设计和使用。根据变形情况可以弯曲变形驱动器。电陶瓷驱动器主要是压电陶瓷堆栈，陶瓷片粘贴在一起，每层间嵌有电极和电气上的并联。在施加电场时，压以叠加，使得压电陶瓷驱动器在较低驱动器的结构紧凑，可承受较大负载移输出，压电陶瓷片的数量会增大，的驱动器适用于出力大、位移小，对

哈尔滨工业大学工程硕士学位论文原理有两种形式。第一种为压电陶瓷片并联，如图 1-3a）所示，在极化方向相同的相邻两片压电陶瓷上施加方向相反的电场，使其极化方向与电场方向相同的压电陶瓷片伸长，极化方向与电场方向相反的压电陶瓷片缩短，从而产生弯曲变形；第二种是压电陶瓷片串联，如图 1-3b）所示，相邻两片压电陶瓷的极化方向相反，在施加相同方向的电场时，同样会产生弯曲变形。


本文编号：3145001