Dynamic analysis and optimal design of a piezoelectric motor

Yung Ting; Jeng-Shen Huang; Fu-Kai Chuang; Chun-Chung Li

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Dynamic analysis and optimal design of a piezoelectric motor

机译：压电电动机的动力学分析和优化设计

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This paper presents the dynamic modeling of a bimodal piezoelectric ceramic motor by use of the finite element method. The extended Hamilton's principle is utilized for formulating the dynamic equation of motion, and the Lagrange multiplier method is used to model the contact dynamics between the resonator beam tip and the rotor. The numerical simulation result is approximate to the practical experimental data, which indicates that the modeling and the experiment are fairly accurate. The Taguchi experimental design method is applied to decrease the experimental effort and find the optimal design. This approach shows that the shape of the output head of the motor determines the output performance significantly. The modified shapes of output head also are carried out with a practical experiment to verify the outcomes based on the Taguchi experimental design method.

机译：本文利用有限元方法对双峰压电陶瓷电动机进行了动力学建模。利用扩展的汉密尔顿原理来建立运动的动力学方程，并且使用拉格朗日乘数法来建模谐振器梁尖端与转子之间的接触动力学。数值模拟结果接近于实际实验数据，表明建模和实验是相当准确的。使用田口实验设计方法来减少实验工作并找到最佳设计。这种方法表明，电动机输出头的形状在很大程度上决定了输出性能。根据田口实验设计方法，还通过实际实验对输出头的形状进行了修改，以验证结果。

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来源
《IEEE Transactions on Ultrasonics, Ferroelectrics, and Frequency Control》 |2003年第6期|p.601-613|共13页
作者
Yung Ting; Jeng-Shen Huang; Fu-Kai Chuang; Chun-Chung Li;
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作者单位

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收录信息
原文格式 PDF
正文语种 eng
中图分类声学工程;计量学;
关键词
Taguchi methods; design of experiments; dynamics; finite element analysis; machine theory; modelling; optimisation; rotors; ultrasonic motors; FEM; Lagrange multiplier method; Taguchi experimental design method; US motor; bimodal piezoelectric ceramic motor; contact d;

机译：Taguchi方法;实验设计;动力学;有限元分析;机器理论;建模;优化;转子;超声波电动机;FEM;Lagrange乘数法;Taguchi试验设计方法;美国电动机;双峰压电陶瓷电动机;接触点;

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