本课题来源于国家自然科学基金项目(项目编号:50575103)。直线型超声电机在小型、精密直线运动装置的驱动和控制方面有着广阔的应用前景,在精密仪器仪表、航天、医疗、机器人等高新技术领域,发挥着传统电磁式电机难以替代的作用。本文以实现基于薄板面内振动的直线型超声电机为目标,对这种直线型压电驻波超声电机进行了驱动机理、建模、设计、仿真和驱动方面的理论和实验研究。主要的研究内容和成果概述如下:1.系统地介绍了直线型超声电机的定义、结构及其特点,叙述了直线型超声电机的研究现状,指出了其开发和应用现状以及未来的应用前景。分析了两个原有基于薄板面内振动类型的电机的不足,提出改进方法。2.研究的重点:1)改善电机定子夹持对电机工作模态的影响,2)找到调节两个工作模态共振频率一致的方法。研究了一种新结构的直线型超声电机的运动机理。结合电机输入电压信号的时序阐明了电机工作模态的激发过程,从理论上证明了驱动足椭圆运动的形成。利用有限元计算的方法对定子进行了具体结构参数的设计以及振动模态的分析。3.结合超声波电机电源的基本要求以及层叠式压电陶瓷的性能特点分析了基于层叠式压电陶瓷的超声电机驱动电源的特点。研制了可替代目前分立元件为主的基于集成电路的驱动电源。并且进一步提出了两种有效的驱动层叠式压电陶瓷作为激振源的超声电机的驱动电路方案,利用电路仿真软件验证了其可行性。4.研制了两台新型直线驻波超声电机。在第一台样机的基础上对定子的结构进行改进,研制了第二台样机。实验分析发现电机性能得到了改善。样机运行平稳。