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现代执行器技术
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现代执行器技术

  • 作者:孙宝元
  • 出版社:吉林大学出版社
  • ISBN:9787560128016
  • 出版日期:2003年04月01日
  • 页数:336
  • 定价:¥40.00
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    内容提要
    本书是在作者及其同事多年从事传感器与执行器科研与教学的基础上,并引进国内外的执行器的*新研究成果,对现代执行器的原理、设计、制作以及应用等作了较全面而系统的阐述与介绍。全书共两篇12章。**篇介绍现代执行器的基本原理和基本规律;第二篇为典型现代执行器各论,**介绍压电、超声波、磁致伸缩、形状记忆合金、仿生、微机器人等现代执行器原理与设计。
    本书既具有教科书的系统性,又具有工程技术书的实用性。可供从事机械制造及自动化、机械电子工程、自动控制、计量测试技术与仪器的高校教师、研究生、大学生以及工程技术人员等作为专业教材或参考书使用。
    文章节选
    **章 绪论
    一、现代执行器的概念
    执行器通常又称为驱动器、致动器、作动器、促动器、激励器、调节器等等,是驱动、传动、拖动、操纵等装置、机构或元器件的总称。目前,我国关于执行器的称谓还不尽一致。但是,执行器的英文一般多用“ACTUATOR”这个词,该词原义是“使其产生某种动作的一种器件,通过某种方式,使电气的、液力的或气动的机械装置代替人去完成某种运动或操作,如使大船的舵进行转动的电动机,驾驶员操纵飞机用的自动升降装置,制动装置,油(气)缸等”。由上可见,以往所指的执行器大多是按照采用动力源形式进行分类的器件,如电动执行器(电动单元组合仪表中的执行单元或执行机构)、气动执行器(又称气动调节阀,是指以压缩空气为动力的一种执行机构)、液动执行器(油缸、油马达的总称)等。这些执行器迄今一直在生产过程的自动控制系统中普遍地应用着。随着科学技术的发展,执行器的概念也向着纵深和宽广的方向发展。如果将上述的电动式、流体式等通用执行器称为结构(构造)型执行器,这类执行器的共同特点,都是通过物体的结构要素实现对目的物的驱动和操作。与其相对应的则是物性型执行器,这种执行器主要是利用物体的物性效应(包括物理效应、化学效应、生物效应等)实现对目的物的驱动与操作。例如,利用逆压电效应的压电执行器,利用静电效应的静电执行器,利用电致与磁致伸缩效应的电与磁执行器,利用光化学效应的光化学执行器,利用金属的形状记忆效应的仿生执行器等等。由此可见,这种利用物性效应的执行器与利用该效应的传感器一一对应且两者互为逆效应。
    此外,执行器还有更为广泛的概念:如果把工程实体看作一个系统,传感器担当信息采集,电子计算机担当信息处理,那么,信息的执行就是执行器的任务��。如果把计算机称为电脑,传感器称为“电五官”,那么,执行器就是“电手足”了。只有三者有机结合才能构成完整的自动化、智能化系统。足见执行器涵盖领域之广泛。……
    目录
    **章 绪论
    一、现代执行器概念
    二、现代执行器的定义
    三、执行器的分类
    四、执行器的地位与作用
    五、现代执行器的发展现状与动向
    六、关于执行器的学科建设问题
    参考文献
    第二章 现代执行器的理论基础
    §2.1 执行器的构成
    2.1.1 执行器的构成法
    2.1.2 执行器与被控制对象的关联
    2.1.3 执行器的数学模型及其建摸方法
    2.1.4 信号选择机能与选择方式
    2.1.5 执行器的标定基准与精度传递
    §2.2 执行器与传感器(A&S)的统一理论
    2.2.1 A&S的效应的可逆性
    2.2.2 A&S的物性效应及其模型
    §2.3 机电耦合效应与电磁效应的相似性
    §2.4 机电耦合二次感生效应解析
    2.4.1 静态情况(从正压电效应开始)
    2.4.2 静态情况(从逆压电效应开始)
    2.4.3 试验验证
    2.4.4 结论
    §2.5 执行器基础件的设计原理
    2.5.1 执行器用基础件的分类
    2.5.2 弹性构件的刚度及灵敏设计
    2.5.3 柔性铰链构件有限元分析
    2.5.4 微小柔性结构的拓扑优化
    参考文献
    第三章 执行器的性能与质量评价
    §3.1 执行器的静态特性
    §3.2 执行器的动态特性
    3.2.1 执行器的频率响应特性
    3.2.2 执行器的阶跃响应特性
    参考文献
    第四章 压电式执行器
    §4.1 压电执行器的晶体物理基础
    4.1.1 压电材料的发展
    4.1.2 几种常用压电材料
    4.1.3 压电效应
    4.1.4 广义压电方程
    §4.2 压电陶瓷执行器的驱动
    4.2.1 压电陶瓷的电压驱动
    4.2.2 压电陶瓷的电荷驱动
    4.2.3 压电陶瓷的电荷控制
    §4.3 压电叠堆执行器原理与设计
    4.3.1 压电叠堆结构与特点
    4.3.2 压电叠堆的振动规律
    §4.4 小型高频压电激振器的设计实例
    4.4.1 结构设计
    4.4.2 谐振频率计算
    4.4.3 特性测试
    §4.5 压电双晶执行器原理与设计
    4.5.1 基本结构与原理
    4.5.2 压电双晶元件的支撑
    4.5.3 静态和动态特性
    4.5.4 谐振特性
    §4.6 压电式直线振动给料器的设计实例
    4.6.1 结构设计
    4.6.2 实验结果与分析
    §4.7 压电振动执行器控制电路设计实例
    4.7.1 控制电路的特点
    4.7.2 自动控制电路的组成及工作原理
    4.7.3 控制电路原理
    §4.8 压电执行器的应用
    4.8.1 校准用压电高频振动台
    4.8.2 压电双晶执行器在光电开关中的应用
    4.8.3 压电叠堆执行器在显微镜自聚焦中的应用
    4.8.4 在摆动式CCD图像摄取中压电双晶执行器的应用
    4.8.5 压电叠堆执行器在VTR磁头上的应用
    ……
    第五章 自感知执行器(SSA)
    第六章 超声波执行器
    第七章 磁致伸缩执行器
    第八章 形状记忆合金执行器
    第九章 仿生执行器
    第十章 微型执行器
    第十一章 微机器人及其执行器
    第十二章 执行器的电-气信号变换
    参考文献
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