| 摘要 | 第1-4页 |
| ABSTRACT | 第4-10页 |
| 第一章 绪论 | 第10-23页 |
| 1．1 超声波电机的定义与发展历史 | 第10-11页 |
| 1．2 超声波电机的原理和分类 | 第11-13页 |
| 1．2．1 超声波电机的基本工作原理 | 第12页 |
| 1．2．2 超声波电机的分类 | 第12-13页 |
| 1．3 超声波电机的特点和应用 | 第13-18页 |
| 1．4 国内外研究水平和动态 | 第18-20页 |
| 1．4．1 国外研究状况 | 第18-19页 |
| 1．4．2 国内的研究现状 | 第19-20页 |
| 1．5 超声波电机研究的热点问题 | 第20-21页 |
| 1．6 超声波电机技术的展望 | 第21-22页 |
| 1．7 本文的主要研究内容 | 第22-23页 |
| 第二章 超声波电机的驱动原理 | 第23-37页 |
| 2．1 压电效应与压电陶瓷 | 第23-31页 |
| 2．1．1 压电效应 | 第23-25页 |
| 2．1．2 压电方程 | 第25-27页 |
| 2．1．3 压电陶瓷 | 第27-30页 |
| 2．1．3．1 压电陶瓷材料 | 第27页 |
| 2．1．3．2 压电陶瓷的主要性能参数 | 第27-30页 |
| 2．1．4 压电振子振动模态及谐振特性 | 第30-31页 |
| 2．1．4．1 压电振子的振动模态 | 第30-31页 |
| 2．1．4．2 压电振子的谐振特性 | 第31页 |
| 2．2 行波型超声波电机的运行机理 | 第31-36页 |
| 2．2．1 椭圆运动的分析 | 第32-34页 |
| 2．2．2 驻波的产生及行波的合成 | 第34-35页 |
| 2．2．3 行波转速与转子转速的区别 | 第35-36页 |
| 2．3 超声波电机性能参数估计 | 第36页 |
| 2．3．1 堵转力矩的估计 | 第36页 |
| 2．3．2 超声波电机空载速度估计 | 第36页 |
| 2．3．3 超声波电机功率估计 | 第36页 |
| 2．4 小结 | 第36-37页 |
| 第三章 行波型超声波电机的设计制作 | 第37-54页 |
| 3．1 定子谐振频率的计算 | 第37-40页 |
| 3．2 压电陶瓷换能器的设计和制作 | 第40-43页 |
| 3．2．1 压电陶瓷的设计 | 第40-41页 |
| 3．2．2 压电陶瓷材料的选用 | 第41-42页 |
| 3．2．3 压电陶瓷的接线方式 | 第42-43页 |
| 3．3 定子的设计及制作 | 第43-49页 |
| 3．3．1 定子尺寸与行波超声波电机输出特性的关系 | 第44-45页 |
| 3．3．1．1 定子弹性体外径与电机输出转速的关系 | 第44-45页 |
| 3．3．1．2 定子弹性体外径与电机输出功率、输出转矩的关系 | 第45页 |
| 3．3．2 定子的内外径尺寸的选择 | 第45-46页 |
| 3．3．3 定子的振动模态设计 | 第46页 |
| 3．3．4 定子的齿形齿数设计 | 第46-47页 |
| 3．3．5 定子的结构设计 | 第47-48页 |
| 3．3．6 定子的结构参数 | 第48页 |
| 3．3．7 定子材料的选择 | 第48-49页 |
| 3．4 转子的设计及制作 | 第49-51页 |
| 3．4．1 超声波电机转子的柔性要求 | 第49-50页 |
| 3．4．2 定转子径向弯曲配合 | 第50-51页 |
| 3．5 样机的整体结构设计 | 第51-53页 |
| 3．6 小结 | 第53-54页 |
| 第四章 行波型超声波电机驱动电源设计 | 第54-66页 |
| 4．1 概述 | 第54-56页 |
| 4．2 DDS的工作原理 | 第56-57页 |
| 4．3 系统的总体设计 | 第57-58页 |
| 4．4 DDS数字相位差信号发生器 | 第58-62页 |
| 4．4．1 改变相位步进量的 DDS信号发生器 | 第58-59页 |
| 4．4．2 改变分频数的 DDS信号发生器 | 第59-62页 |
| 4．5 D/A转换器芯片的选择 | 第62页 |
| 4．6 功率放大电路 | 第62-63页 |
| 4．7 信号源与功放电路之间的抗干扰措施 | 第63-64页 |
| 4．8 DDS数字相位差发生器的实验数据与分析 | 第64-65页 |
| 4．9 小结 | 第65-66页 |
| 第五章 行波型超声波电机的控制系统 | 第66-81页 |
| 5．1 行波型超声波电机的速度控制方案 | 第66-68页 |
| 5．1．1 相位差调速 | 第66-67页 |
| 5．1．2 变频方式调速 | 第67页 |
| 5．1．3 电压方式调速 | 第67-68页 |
| 5．2 超声波电机控制变量的比较 | 第68-69页 |
| 5．3 超声波电机的控制策略 | 第69-70页 |
| 5．4 虚拟仪器与 LabVIEW | 第70-71页 |
| 5．4．1 虚拟仪器概念 | 第70-71页 |
| 5．4．2 虚拟仪器的开发软件——LabVIEW | 第71页 |
| 5．5 行波型超声波电机控制系统的建立 | 第71-80页 |
| 5．5．1 单片机系统设计 | 第72-76页 |
| 5．5．1．1 硬件部分 | 第72-74页 |
| 5．5．1．2 软件部分 | 第74-76页 |
| 5．5．2 LabVIEW软件实现串口通讯 | 第76-78页 |
| 5．5．2．1 LabVIEW串口子VI | 第76-77页 |
| 5．5．2．2 具体设计方案 | 第77-78页 |
| 5．5．3 行波型超声波电机的控制平台 | 第78-80页 |
| 5．6 小结 | 第80-81页 |
| 第六章 超声波电机的实验研究与分析 | 第81-90页 |
| 6．1 实验目的和实验内容 | 第81页 |
| 6．2 实验研究 | 第81-87页 |
| 6．2．1 激励频率-转速特性 | 第82-84页 |
| 6．2．2 驱动电压-转速特性 | 第84-85页 |
| 6．2．3 转矩-转速特性 | 第85-86页 |
| 6．2．4 预压力-转速特性 | 第86-87页 |
| 6．2．5 相位差-转速特性 | 第87页 |
| 6．3 实验结果分析 | 第87-89页 |
| 6．3．1 激励频率分析 | 第87-88页 |
| 6．3．2 驱动电压分析 | 第88页 |
| 6．3．3 预压力分析 | 第88页 |
| 6．3．4 相位差分析 | 第88-89页 |
| 6．3．5 不同比值分析 | 第89页 |
| 6．3．6 实验结果总结 | 第89页 |
| 6．4 小结 | 第89-90页 |
| 第七章 全文总结 | 第90-92页 |
| 参考文献 | 第92-96页 |
| 致谢 | 第96-97页 |
| 攻读学位期间发表的论文 | 第97-98页 |
