题目：基于压电陶瓷直接驱动伺服阀的研究

电液伺服阀是液压伺服控制系统中的关键控制元件，其性能在一定程度上决定了液压伺服系统的性能。电液伺服阀中的核心控制器件是电－机械转换器。传统电液伺服阀的电气－机械转换器所采用的力矩马达是基于电磁原理构成的，其结构复杂、成本高。由于受电磁转换、工艺等因素制约，传统电液伺服阀的某些性能难于进一步提高。压电陶瓷具有驱动力大，响应快速，分辨率高等特点。随着压电陶瓷制作工艺水平的提高，压电驱动器已经广泛的运用于微致动系统。本课题采用新型换能器件——压电陶瓷元件作为电液伺服阀的电－机械转换器，设计一种直动式电液伺服阀，以期提高伺服阀的性能。本文对压电陶瓷机电性能进行详细分析，对压电陶瓷性能进行了测试。并且利用工程公式对压电直接驱动伺服阀进行了数学建模，借助仿真软件完成伺服阀的性能仿真，并对压电陶瓷迟滞环节的校正进行了控制算法研究。另外，对压电直接驱动伺服阀总体结构进行了创新性设计。完成了压电伺服阀样机加工安装。设计了实验系统，对压电陶瓷直接驱动伺服阀进行了静态与动态特性的测试。试验表明，直接驱动伺服阀在动态响应和反应速度方面有着明显的优越性。证明了以压电陶瓷驱动器代替传统电液伺服阀驱动器的可行性，为该类型伺服阀的进一步开发奠定了基础。