提出了一种以压电陶瓷驱动、以柔性铰链传动的自解耦二维微位移平台。该平台通过桥式机构放大输入位移,并基于双四杆平行四边形导向机构实现二自由度运动解耦。建立了柔性铰链的伪刚体模型,推导出柔性铰链弯曲刚度、平台输出刚度表达式,通过能量法计算了平台一阶固有频率。经试验验证,平台工作行程为126.10μm×126.30μm,重复定位精度可达0.29μm,运动耦合率小于2.2%,一阶固有频率为1096.12 Hz。结果表明,文中的设计分析方法可靠,微位移平台性能表现较好,具有较高的实用意义。

对飞机液压能源管路系统的振动问题进行了探讨 .提出一种基于振动主动控制 (VAC)技术对飞机液压能源管路系统进行消振的方法 ,在手段上采用压电 压电致伸技术 ,以压电陶瓷 (PZT)作为作动器 ,具有驱动力大、响应频率高和体积小等优点 ;控制方法上采用参数寻优的控制策略 ,它能始终能根据外界干扰因素的变化来调整控制参数 .经过理论分析和仿真验证 ,证明其具有良好的自适应性和鲁棒性 。

为评价各种误差对微操作器精度的影响，以一体化超精密微操作器为研究对象，分析了加工误差、机构原理误差、测量误差、环境带来的误差以及驱动误差等造成微操作器精度降低的因素，建立了加工误差的偏微分方程解析模型，并用有限元仿真验证了加工误差模型的准确性。在详细分析误差源的基础上，提出了提高微操作器精度的措施。

设计了一种基于压电陶瓷的三维微定位系统,通过12个空间分布的压电陶瓷微驱动器及4个工作平台的配合,实现X、Y、Z向的精密位姿控制。阐述了微定位原理、建立了载物台位姿与压电陶瓷微驱动器伸缩量之间的关系,介绍了系统误差来源以及微定位装置的构造。该研究可望为一些高科技领域的微进给提供实用新技术。

提出了一种锆钛酸铅（PZT）薄膜微致动器的结构模型。该致动器采用高d33特性的压电陶瓷材料,用于对空间谐振式微光机电（MOEMS）陀螺微镜进行位移和角度的精确定位。建立了该致动器的简化模型并利用有限元方法分析其驱动能力。结果显示,当采用双层结构的PZT薄膜微致动器时,在外加电压50V作用下,环形PZT位移控制器中心位移可达到0.345μm;十字形角度控制器偏转角度可达3.29″,增加PZT薄膜的层数可以进一步增加致动器对微镜位移和角度的控制能力。通过对仿真结果进行分析可以得出结论,选用多层PZT薄膜材料制成的微致动器能够满足调整微镜位移和角度所需的范围和精度要求。

利用压电陶瓷的逆压电效应,基于步进运动原理和误差补偿技术设计了一种高精度定位的大行程精密直线驱动器,制作了样机,进行了静态特性和幅频特性测试以及运动性能试验,给出了驱动器的移动速度与工作电压、频率之间的试验关系曲线.结果表明:在计算机闭环控制下,驱动器能稳定地实现双向运动,在行程1 mm时,定位精度达士0.01 μm,有效驱动力达13.5 N.

研究、设计了一种以柔性铰链为导向元件、压电陶瓷为驱动器的微定位机构,给出了机构的动力学模型.结合检测装置和微机控制系统,设计并研制了基于前馈控制同数字PID反馈控制相结合的复合控制的微定位系统.实验表明,微定位系统定位行程可达100μm,定位分辨力0.01μm.

研究了压电陶瓷驱动器特有的迟滞和儒变特性,针对它的这些非线性特点,给出了一种有效消除这些非线性误差的闭环控制方案.采用高精度A/D和D/A转换芯片,设计了基于PC机并行增强口EPP协议的控制板.在自行设计高压驱动电路的基础上,研制出了用于纳米级定位的数字闭环控制器.测试结果表明,此控制器很好地克服压电陶瓷驱动器的非线性特性,系统定位精度优于10 nm.

针对传统机械式的微位移机构无法满足高精度的定位要求,而柔性铰链本身驱动又存在驱动位移小的问题,设计了基于柔性铰链的杠杆放大机构。利用有限元分析软件A N SY S W orkbench12对微位移机构进行静力学和动力学模态分析,通过理论计算和仿真结果对比,微位移机构的尺寸可以满足设计要求。

为实现对流量的精密控制利用压电陶瓷的逆压电效应来驱动阀芯运动建立压电陶瓷驱动精密流量阀和内部流场三维模型利用Fluent软件分析了阀内部的流场特性取得了阀稳态时的内部压力场、速度场的分布规律和内部流体的迹线规律。分析结果表明：阀芯节流口处压力损失较大并形成局部负压流体在此处速度达到最大且以喷射流形式流入低压腔阀芯与阀体接触处应采用抗冲刷及高强度材料;阀出口处进行倒圆角处理可有效消除负压并使流体迹线稳定。