因為定子主要是利用平面內(nèi)的振動，其在z向上的振動是不需要的，此方向的振動將會大大降等。調(diào)速直線超聲電機優(yōu)化設(shè)計 電機摩擦接觸界面帶來一定的損傷。筆者把定子驅(qū)動足端面的振幅也作為一個優(yōu)化目標。壓電陶瓷的安放位置及定子夾持位置。對于采用壓電復合結(jié)構(gòu)的超聲電機而言，整個定子的機電轉(zhuǎn)化效率與壓電陶瓷的安放位置有著很大的關(guān)系。將壓電陶瓷安放在定子應(yīng)變{zd0}處可以獲得較大的力系數(shù)，從而提高電機的機電轉(zhuǎn)換效率。對于筆者研究的調(diào)速電機定子，利用兩組螺紋壓緊方式的壓電陶瓷來激發(fā)定子的工作模態(tài)，在定子左右兩翅的應(yīng)變{zd0}處安裝壓電陶瓷。

        同時此處也是定子左右兩翅沿電場方向振動的節(jié)面所在處，故把定子固定件也安放在這里。此處的振動位移作為一個優(yōu)化目標，由此可知，調(diào)速電機定子的優(yōu)化設(shè)計屬于多目標優(yōu)化設(shè)計，在此采用“統(tǒng)一目標函數(shù)”法。在對總的目標函數(shù)進行極小化的過程中，為了使各個分目標函數(shù)能均勻一致地趨向各自的{zy}值，采用“轉(zhuǎn)化設(shè)計指標法”。首先，將各項設(shè)計指標都轉(zhuǎn)化為統(tǒng)一的無量綱值，并且將量級限定于[0，1]區(qū)域內(nèi)，使目標規(guī)格化；然后，再根據(jù)各個子目標的重要性分別給予加權(quán)因子，各個分目標函數(shù)的線性組合就構(gòu)成了“統(tǒng)一目標函數(shù)”。由前述可知，定子共有6個優(yōu)化子目標，采用加權(quán)目標函數(shù)法轉(zhuǎn)化為單目標優(yōu)化問題，以各個目標函數(shù)加權(quán)之和作為{zh1}的目標函數(shù)，為各子目標的加權(quán)系數(shù)。

        F1是以定子兩相工作模態(tài)頻率差值為優(yōu)化子目標函數(shù)；F2是選擇兩個工作模態(tài)中與其相鄰的干擾模態(tài)中頻率差較小值的倒數(shù)作為優(yōu)化的子目標函數(shù)；F3，F(xiàn)4分別是以定子驅(qū)動足端面節(jié)點幅值Uy和Ux的倒數(shù)作為考核驅(qū)動足端面節(jié)點位移振幅大小的優(yōu)化子目標函數(shù)；F5是以定子驅(qū)動足端面節(jié)點幅值Uz作為考察定子驅(qū)動效率的優(yōu)化子目標函數(shù)；F6是以定子壓電陶瓷的安放位置及定子夾持位置的幅值作為考核定子夾持位置位移振幅大小及定子振動有效激發(fā)的優(yōu)化子目標函數(shù)。顯然，這6個子目標函數(shù)越小越好，在優(yōu)化設(shè)計中，則是求解它們的極小值。在優(yōu)化開始前，F(xiàn)1～F6的值均進行規(guī)格化處理。更多調(diào)速電機詳情