岳志涵，潘巧生，陶圣至，商静怡，李晓杰

(合肥工业大学仪器科学与光电工程学院测量理论与精密仪器安徽省重点实验室，安徽合肥230009)

1 引 言

近年来随着航空航天、生物医疗、电子信息、精密仪器等高新科技领域的发展以及现代工业对高精度自动化控制的需求越来越大，传统的电磁电机由于原理和结构的限制已经不能满足诸多领域的需求，由此诞生出新型电机，压电电机是其中较为成熟的一种。压电电机具有诸多优势，如可以在真空低温等极端环境工作，无电磁和噪声干扰[1，2]，位移分辨率高，动态响应快，控制性能好，结构简单设计灵活[3，4]，可实现精密运动控制[5，6]等，受到现代工业、高新科技领域的青睐，并且被广泛应用于航天器、机器人、照相机以及医疗设备等领域[7，8]。传统压电电机普遍以锯齿波作为激励信号，但在每个步进周期中动子会有回退现象，无法保证定向运动，进而诞生了同步箝位式压电电机。同步箝位控制原理结合了压电超声马达的谐振驱动和尺蠖马达的控制机理两个特点，克服了两者的缺点：压电超声马达工作过程中存在滑动摩擦和尺蠖马达准静态工作频率较低[9～15]。同步箝位式压电电机采用方波作为激励信号，保证方波形式的位移运动，优势在于能在驱动部分运动速度为零处卡紧和松开，理论上无滑动摩擦存在，效率较高，损耗减少。例如贺良国等研究的新型同步箝位控制压电马达，该马达总效率可达18.5%[16],但此类箝位式马达受到方波作为激励信号的限制，当工作频率接近箝位结构的共振频率时，位移波形会出现趋向于正弦波的失真情况，无法于谐振态工作。……