该文利用有限元分析法对直动式压电伺服阀驱动元件-积层式压电驱动器的静、动态特性进行了深入的分析,建立了积层式压电驱动器多层压电结构的有限元模型,得到静态与动态工作的分析结果。理论分析的结果表明,积层式压电驱动器具有较大的输出位移与输出力,以及具有良好的动态响应特性,由其构造压电伺服阀,不会限制系统的频宽,结合合理的放大机构与阀体结构,有望达到高速、精密的伺服控制。

本文主要研究气动控制领域的直动式压电气动伺服阀。阀芯运动机构是该阀设计的核心部分，主要由作为动力源的积层式压电驱动器、柔性铰链微位移放大机构、阀芯、弹性回复机构以及相应的连接件组成。设计基于柔性铰链微位移放大机构的阀芯运动机构，结合有限单元法对阀芯运动机构进行静力学与动力学的仿真分析，验证理论分析，为直动式压电气动伺服阀总体设计以及控制策略的选择提供理论依据。