4。4  光驱动PLZT陶瓷的微位移闭环伺服控制实验及结果 24

结论 27

致谢 28

参考文献 29

1  绪论

1。1  课题背景

    近些年来，由于科学技术的发展，越来越多的陶瓷材料被大量应用到高新技术领域，这主要是由于陶瓷材料拥有良好的电学、光学、磁学、力学、声学物理性质及其相互转化的功能[1]。PLZT陶瓷材料中的一种，在光照下，它会产生微小的变形，我们称之为光致伸缩效应。传统伺服系统大多是以电磁方式进行工作，这样难免会有许多电磁干扰，而电磁干扰又会造成系统误差，甚至会引发系统的瘫痪，导致巨大的损失[2]。所以，我们急需建立一种光控伺服系统，光致伸缩材料PLZT陶瓷可以将光能转化为机械能，而基于PLZT陶瓷作动器的光驱动伺服系统不仅能够实现非接触式伺服控制，同时也能解决电磁噪声干扰的问题，并具备无线能量传输等优点，消除了系统误差。From+优 尔-论+文W网www.youerw.com 加QQ752018`766

1。2  课题研究目的及意义

PLZT陶瓷材料具有光致伸缩效应，它能够将光能转化成机械能，这是作为光驱动微位移伺服系统中光执行器的良好材料，同传统伺服系统对比，很明显，光驱动伺服系统有很多传统伺服系统不具备的优点，它传播信息速度快容量多，并且抗电磁干扰能力强，不需要绝缘，这样就会使伺服系统的性能得到很大程度上的改善。一方面，跟着当代航天航空技术的发展，人类已经进入深空探测以及对外层太空探索的时期，未来人们对太空的争夺利用将会越来越剧烈，然而使用空间飞行器和空间科学站将会是人们对太空进行探索的重要手段。但是，在众多的航天飞行器、航天系统工程中都大量使用了PLZT陶瓷材料，与传统材料相比，PLZT陶瓷材料有许多独有的特点，因为PLZT陶瓷材料具有光致伸缩特征，它能够将光能转化为机械能，这样就大大地消除了中间系统都机械传动误差。另一方面，随着光机电一体化技术的飞速发展，基于光机电一体化技术的束流控制系统已广泛应用于航空航天和星载激光束瞄准系统中，高功率激光装配的光束主动准直系统，卫星空间光通迅的光束自动瞄准系统以及激光扫描系统中，在这些领域中，PLZT陶瓷材料都能很好地发挥作用，它能将光能转化为机械能，消除了机械系统误差；因为没有导线连接和电磁发射装置，不易受到电磁的干扰，而且可以提高长途非接触性的控制，这样就极大水平上提高了装置的准确性。所以，基于PLZT陶瓷的光驱动微位移伺服系统将在众多科学技术领域都有很不错的应用前景。

1。3  国内外研究现状

1。3。1  国外研究现状

1。3。2  国内研究现状

1。3。3  PLZT陶瓷的应用研究

2  PLZT陶瓷的光致伸缩特性

2。1  PLZT陶瓷的基本组成及物理性能

自从PLZT陶瓷面世以来，诸多学者对PLZT陶瓷的基本构成以及物理特征进行了相关的分析。PLZT陶瓷是一个固溶体系。PLZT陶瓷是由钛酸铅TiZrO3和锆酸铅PbZrO3固溶形成的。PLZT陶瓷属于钙钛矿构造（即ABO3结构），立方晶体，如图2。1所示，较大的阳离子A离子处于立方体的八个角顶上；较小的阳离子B离子位于体心位置；O2-离子位于六个面心位置，一起组成了氧八面体。对于PZT陶瓷来说，Pb2+为A离子，Zr4+或Ti4+为B离子。不过，对于PLZT陶瓷来讲，它是在钙钛矿构造PZT陶瓷的基础上，搀杂了一些La，等于在PLZT陶瓷中，A离子位由La3+取代部分Pb2+，依据电中性前提，由B离子位（Ti4+或Zr4+)组成空位来补偿电荷，当置换四个La4+时，在B离子位就会形成一个空位。因此，PLZT陶瓷的化学式可以用下面式子表示：论文网