压电马达是利用压电材料逆压电效应将电能转换为机械能的新型能量转换机构。目前的压电马达主要是利用定子的机械振动,通过定转子间的摩擦耦合实现连续旋转或直线运动,这种方法是通过小角度(或小位移)的累积来实现连续旋转(或直线)运动,难以从本质上提高压电马达速度。基于这些问题,本团队提出一种基于偏心轮受迫振动的压电马达,实现了转子转速和压电振子频率一致,明显提升了马达的速度。本文在该基于偏心轮受迫振动的压电马达的基础上,对其速度的提升方案进行研究,并对其进行建模、仿真和实验研究。主要工作内容和创新点包括:(1)提出通过质量转移的方式提高马达转速。建立定子二阶机械模型并对转子进行受力分析,通过定子的振动方程计算得到陶瓷馈入系统的能量,从理论上证明质量转移可以有效提高压电叠堆馈入马达系统的能量。(2)提出调节转子转速与压电振子驱动信号间相位差的方式提高马达转速。根据振动力学理论,建立由压电振子和偏心转子组成的弹簧—质量系统力学模型。通过该系统在垂直方向上的运动方程推导出弹簧—质量系统的稳态响应,可以获得当压电振子激励频率等于系统固有频率时,压电振子驱动信号与转子转速间的相位会发生90°的偏转。(3)建立利用偏心转子的高速压电马达结构模型,并对压电叠堆、位移放大机构、柔性铰链等部件进行设计和仿真分析。搭制对霍尔传感器输出信号进行放大和稳幅处理的反馈电路。(4)搭建压电马达样机和实验测试平台,对所设计的两组偏心转子进行速度测试并进行对比。实验结果表明:通过质量转移和相位调节的方式可以有效提高压电马达转速。