摘要：为了探索和快速实现多自由度超声电机的设计及应用,提出一种锥型结构的多自由度超声电机。该电机定子采用单足驱动方式,利用四分区的叠层压电陶瓷作为激励元件,分析其产生两维直线运动的驱动机理。利用有限元软件ANSYS对电机建立参数化模型,并导入到多学科优化软件Optimus中进行全局优化求解。优化结果表明,电机多个设计目标都得以实现,最后制作实验样机并成功应用在x-y平台上。

摘要：为了满足深空探测中钻探取样的需求,提出了一种基于超声波/声波能量耦合机理的新型钻探器,对其进行结构动力学分析和参数化设计。考虑接触边界条件,建立了超声波/声波钻探器冲击动力学模型,利用显式算法对钻探过程中的应力分布进行了分析。根据分析结果确定了设计方案,对压电换能器进行了模态试验,并利用高速摄影系统对自由质量的运动进行分析,对样机进行了钻探试验,得到了相应的钻探性能,初步得到了自由质量的运动规律与钻探性能的关系。试验结果表明,通过配备恰当的自由质量,可以获得较好的钻探效果,在深空探测方面具有一定的实用价值。

摘要：针对旋转型行波超声电机驱动和疲劳寿命测试要求,采用嵌入式微控制器可编程片上系统(PSOC)设计了单片集成测控系统。利用该微控制器的数字模拟混合设计特性,设计了超声电机驱动信号产生模块;基于内部运放设计了数控电流源,针对磁粉制动器实现了数控加载控制;采用内部比较器设计了转速信号调理电路,实现了信号整形处理,便于外部接口。该集成测控系统简化了电路设计,提高了系统的稳定性,便于组成测控网络或移植到其他类似应用。

摘要：针对超声电机直接驱动的显微镜物镜为满足系统整体结构紧凑、快速和准确定位的需求,采用小型光电耦合器设计了位置检测传感器,配合遮挡片实现了物镜位置和物镜转换器运动方向的检测。采用传统比例-积分-微分控制(proportion-integral-derivative control,简称PID)和模糊控制提出了并行切换控制策略,将两者结合建立了宏微相融合的预测控制方法,实现了物镜转换器的高精度、快速切换控制。在嵌入式控制系统中实现了所设计的控制算法和策略,并进行了物镜自动切换控制实验。实验结果显示,采用笔者提出的定位结构和控制方法,电动物镜转换器的重复定位误差小于0.015°,定位时间小于3s,满足自动显微镜系统中对电动物镜转换器重复定位精度的要求。

摘要：针对一种基于叠层型压电陶瓷新型非共振式压电直线电机,对其工作原理进行了分析。研究了叠层型压电陶瓷低频输出特性,并对电机的原理样机进行了建模分析,指出了电机的设计要点。对原理样机进行了实验,结果表明,电机在低频范围内的机械特性较好,工作频率可调,工作状态受外界影响小。

摘要：针对直线超声电机的特点,设计了一种以FPGA为核心、基于SOPC技术和NiosⅡ软核处理器的新型超声电机驱动控制器,以控制直线型超声电机的速度和位移。该驱动控制器把CPU、DDS模块以及光栅反馈计数模块都集成在一片FPGA中,具有电子元件使用少,功耗低,易修改、易升级等特点,为超声电机的各种运动平台提供了一个良好的闭环控制系统。

摘要：为了提高虹膜识别的效率和准确性,提出了一种将粗定位和精确定位相结合的虹膜边界提取预处理方法。通过对预处理后的二值化虹膜图像进行粗定位,基于瞳孔边界点控制的最小二乘拟合方法确定虹膜内边界,并采用微积分算子精确检测定位虹膜外边界。最后用CASIA虹膜库中的756幅虹膜图像对算法进行测试,与基于Hough变换的虹膜定位方法关于虹膜内外边界的定位时间和虹膜定位的准确度进行比较。结果表明,该算法具有很好的准确性和识别速度。