结 论 28

致  谢 29

参 考 文 献 30

1  绪论

1。1  研究背景及意义

1。1。1  超声波电机概述

超声波电机（Ultrasonic Motor）是经由压电陶瓷的逆压电效应在超声频率范围内产生振动能，然后利用机电摩擦耦合把振动能转换成旋转体或滑动体的动能的一种新型电机[1]。

超声波电机定子在电压激励下产生高频振动（机械振动频率大于20kHz），然后通过定、转子之间的接触和摩擦力，把机械振动能转换成为转子动能。即把材料交变的微观变形，通过共振放大、摩擦耦合，然后转换成转子或者滑块在单方向上的宏观运动（旋转运动或直线运动）[2]。论文网

1。1。2  研究背景

超声波电机在80年代后发展迅速，被广泛运用到各个行业，大到在太空机器人的运用上，小到生活中相机手机的拍照系统中的运用，其在行业发展中的地位不言而喻。在机械学、振动学、声学、摩擦学、材料学、电力电子学以及自动控制学等众多学科不断交叉、相互融合下就有了一个全新的产物—超声波电机。超声波发展的历史大致可以划分为三个阶段，即1942—1970的概念提出阶段、20世纪70年代到80年代的研究阶段和1987年之后的产业化阶段。

以日本、美国为代表的一些科技强国中，他们的超声波电机发展迅猛。无论是在对超声波电机原理的研究领域，还是在超声波电机的设计及控制技术方面，这些国家都早早地走在了科技时代的前列。尤其是日本，他们在这些方面已经位于世界前列。

我国有许多科研机构已经开始展开对超声波电机的研究，虽然起步晚，但发展脚步大，速度快，目前已经有了一定的成绩。然而不可否认的是，我国在超声波电机的取得的成绩跟日本、美国这些科技强国的差距还是比较大的。

近些年，精密仪器、电子设备、航空航天以及光学系统等设备，搭载科技发展的快车越来越精密化、微型化[3]。拥有精密定位、低速大力矩等高端性能的微电机伺服控制系统不断涌现。目前应用较多的伺服驱动控制系统中主要以传统伺服电机驱动为主。在这种系统中，为了在低转速情况下得到较大力矩，不得不配备减速传递机构，从而影响了系统结构的简便性，这对控制系统在快速和精密方面性能的提高产生了极大的阻碍。

多年来国内外科技界和工业界就一直致力于研究振动,并将其通过摩擦耦合来直接驱动转子或滑动体的旋转[4]。由于超声波电机具有诸多优点，故对其的研究越来越普遍，目前已成为电机控制领域的一个热点。文献综述

1。2  超声波电机的发展历程及现状

1。2。1  超声波电机发展历程

1。2。2  超声波电机现状

1。3  超声波电机分类

没有绕组和磁极，这是超声波电机独有的优势。作为一种全新的自动驱动控制器，它的诞生在电机发展史上是一次巨大的突破，是对传统电机的补充升级，甚至是更新换代。90年代之后，不论是在原理、结构、还是在形式等各方面都出现了各式各样的超声波电机。虽然种类繁多，但它们的分类一直比较模糊。现按照定子的驱动方式和振动模态将超声波电机进行分类，如图1。1所示:

图1。1 超声波电机分类图

1。4  超声波电机的特点和应用

1。4。1  超声波电机的特点

超声波电机作为一种新型电机，对比传统电机，拥有以下优势：