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    摘要超声波电机的工作原理是压电陶瓷的逆压电效应，然后通过定子与转子之间的摩擦力作用来驱动转子。由于柱体超声波电机电机的结构简单，并且相对于传统的电磁电机有难以超越的优点，因而超声波电机将会成为未来的研究开发以及运用的焦点。25329
    阻频特性不仅与电机工作性能相关，而且需要根据实际的阻抗大小来选择相匹配的驱动电路，因此获取超声波电机的阻频特性十分重要。首先对超声波电机进行了简单的介绍，然后在ANSYS中建立超声波电机定子的模型，对模型进行模态分析和谐响应分析，继而对数据进行处理，最终得到阻抗与频率的关系。
    关键词  超声波电机  ANSYS  模态分析  谐响应分析  阻频特性
    毕业论文设计说明书外文摘要
    Title  The Calculation of Impedance Frequency Characteristics of                    
    the Cylindrical Ultrasonic Motor
    Abstract
    The working principle of ultrasonic motor is the inverse piezoelectric effect of piezoelectric ceramics.It is the friction force between the stator and the rotor which drives the rotor.Due to the structure of cylindrical ultrasonic motor is simple.And compared with the traditional electromagnetic motors，it has much advantages.The focus will be on the future development and use of ultrasonic motor.
    The characteristics of the impedance are not only related to the performance of the motor. But also how to choose the matching driver circuit is according to the actual impedance size.So it is very important to obtain impedance frequency characteristics of ultrasonic motor.Firstly, the ultrasonic motor is briefly introduced.Then, the stator of ultrasonic motor is built in ANSYS.Then do the modal analysis of the model and the harmonious response of the model.Then process the data.Finally, the relationship between impedance and frequency is obtained.
    Keywords  Ultrasonic Motor， ANSYS， Modal Analysis， Harmonic Response Analysis，
              Impedance frequency characteristics
    目   次
    1  绪论    1
    1.1 研究背景    1
    1.2 超声波电机的特点及应用    3
    1.3 有限元分析简介    6
    2 柱体超声波电机介绍    7
    2.1 柱体超声波电机的结构    7
    2.2 柱体超声波电机的运动机理    7
    3 超声波电机定子的建模及有限元分析    9
    3.1 超声波电机定子结构的有限元模型    9
    3.2 超声波电机定子结构的模态分析    10
    3.3 超声波电机定子结构的谐响应分析    14
    4 阻抗计算    18
    4.1 计算方法    18
    4.2 计算结果    18
    4.3 阻频特性曲线    20
    结论    21
    致谢    22
    参考文献    23
    1  绪论
    1.1 研究背景
    1.1.1 超声波电机
    超声波电机的工作原理的提出可以追溯到1973年的美国，来自IBM公司的H.V.Barth首先对其作出了自己的解释。到了1977年，V.V.Lavvinenco教授（前苏联）的研究报告就已经指出，因为存在耐久性以及没有办法改变旋转方向等等的问题，超声波电机在当时并没有很大的希望能够比较快速的实现实用化[21]。这样的状况一直持续到了1981年，在日本的新生工业公司的指田年生才成功试制了世界上的第一台超声波电机。超声波电机的工作原理彻彻底底的不同于普遍存在的传统的电磁电机，因为超声波电机属于非电磁电机，它利用压电陶瓷的逆压电效应来代替传统电机的电磁作用来激发压电振子产生超声振动，然后以此作为驱动力，通过摩擦力的耦合进行机械能的传递输出。超声波电机开创了电机历史上的一个里程碑式的发展，它不仅把电致伸缩、超声振动以及波动原理这些看起来似乎没有什么关系的概念运用组合到了一起，还成功的使用到到电机的工作上，创造出了一种颠覆当时观念的新型电动机，即超声波电机。超声波电机最主要的组成元件就是现在称为“定子”的振动体以及称作“转子”的移动体，然后在定子上的压电陶瓷部分上施加高频的交流电压的激励，利用逆压电效应产生对应频率的超声波振动。通过定子和转子之间的摩擦力把这种振动转换成旋转或者直线的运动，或直接通过压电振子产生的弯曲振动来驱动转子转动。
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