引信用压电精密驱动装置的结构优化及其驱动电路设计

发布时间：2024-03-09 17:04

　　针对引信安全系统智能化、灵巧化的需求,基于压电驱动器无电磁干扰、响应快、断电自锁、结构简单、设计灵活等特点,设计了利用压电驱动器驱动隔爆机构的引信安全与解除保险装置,主要工作包括以下几个方面： 首先,综合考虑引信安全系统的设计要求及压电驱动器的特点,设计了引信安全与解除保险装置,并以压电驱动器的动子直接作为引信安全与解除保险装置的隔爆机构,使装置简洁紧凑,为引信安全系统的小型化提供了可能。 其次,设计了运用于引信的直线型压电驱动器,并对其工作机理进行了理论分析及仿真分析,获得了驱动器推力随弯振振幅及定、动子间距的变化规律,为引信用压电驱动器的设计与优化提供重要参考。 然后,根据设计要求运用有限元分析软件ANSYS对压电驱动器定子进行了优化设计,大大减小了驱动器两相工作模态的频率差。并加工和装配了样机,对定子进行了频率响应测试,验证了采用叠堆型压电陶瓷能够有效降低驱动器所需驱动电压的想法。 最后,以压电驱动器专用芯片NSD-1202为基础完成了压电驱动器低压驱动电路的硬件设计。所设计电路简洁体积小,并可控制引信安全与解除保险装置待发状态和安全状态的可逆转换。 将目前发展迅速的压电驱动技术...

【文章页数】：71 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 本文的研究背景与意义
    1.2 压电材料及压电陶瓷
        1.2.1 压电材料的发展
        1.2.2 压电陶瓷的发展及应用
    1.3 压电驱动器基本概况
        1.3.1 压电驱动器的基本原理及其分类
        1.3.2 压电驱动器的特点
    1.4 压电驱动器的发展及应用
        1.4.1 压电驱动器国外发展与现状
        1.4.2 压电驱动器的国内发展与现状
        1.4.3 压电驱动器的应用
    1.5 本文的主要研究工作
2 压电精密驱动器的基本理论
    2.1 引言
    2.2 压电效应
    2.3 压电材料的性质及重要参数
        2.3.1 介电特性
        2.3.2 弹性特性
        2.3.3 机电耦合效应
        2.3.4 其他重要参数
    2.4 压电方程
    2.5 振动模态
    2.6 本章小结
3 引信安全与解除保险装置结构设计及压电驱动器原理性分析仿真
    3.1 引言
    3.2 引信安全与解除保险装置设计方案
    3.3 引信安全与解除保险装置结构设计
    3.4 压电精密驱动器基本结构设计
        3.4.1 压电驱动器的定子、动子
        3.4.2 叠堆型压电陶瓷的结构及原理
    3.5 压电精密驱动器的运行机理
        3.5.1 定子表面质点椭圆运动的形成
        3.5.2 定子的运动机理分析
    3.6 压电精密驱动器的定、动子接触模型分析
        3.6.1 模型分析
        3.6.2 仿真分析
    3.7 本章小结
4 引信用压电精密驱动器结构优化设计
    4.1 引言
    4.2 材料参数
        4.2.1 压电材料
        4.2.2 定子基体及楔块材料的参数
    4.3 定子模态分析
        4.3.1 模态分析模型
        4.3.2 模态分析结果
    4.4 定子结构优化设计
        4.4.1 定子结构参数灵敏度分析
        4.4.2 模态识别
        4.4.3 定子结构参数确定
    4.5 定子的频率响应及模态测试
    4.6 压电驱动器定、动子的工艺要求
    4.7 本章小结
5 引信用压电精密驱动器的驱动电路方案设计
    5.1 引言
    5.2 压电振子的等效电路
    5.3 驱动电路方案设计
        5.3.1 电源电路
        5.3.2 驱动部分电路
        5.3.3 匹配电路
        5.3.4 控制电路
        5.3.5 I²C接口电路
    5.4 本章小结
6 全文总结与展望
    6.1 全文工作总结
    6.2 下一步研究方向
致谢
参考文献
附录



本文编号：3923660