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纵扭复合型超声波电机的研究

郭吉丰  龚书娟  纪科辉  
【摘要】:纵扭复合型超声波电机可以实现大力矩,但由于其定子由纵、扭振子组成,是超声波电机中最复杂的电机,有许多理论问题不清楚。为此该文介绍了这种电机的新结构及其调谐设计,其次介绍了摩擦材料及其工艺,并分析了其振动过程中摩擦力传递模型和机械特性,再其次分析了瞬态特性的理论,并说明了这种电机的步进特性与电机特性的关系。最后,介绍了利用步进特性实现高精度定位的步进定位控制策略。实现的纵扭复合型超声波电机直径80mm,堵转力矩达到了13.2Nm,空转转速12.5r/min,其重复定位精度优于0.010°,电机的工作频域较宽,有近7kHz,纵扭振动的谐振频率接近,起动时间在5ms左右,关断时间在2ms左右,是一个性能优越的控制电机。

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