本书提出了固态致动器的理论描述、实际材料、装置设计、驱动／控制技术和典型应用的概述，还讨论了微机械电子学领域的当前及未来发展趋势。第1章沿着书中应用材料的概况对该领域的概要和微定位技术的最新发展进行了介绍；第2～4章涵盖了相关的理论基础和实用材料、设计和制造的考虑因素；第5章描述了驱动／控制技术；第6章解决了致动装置的建模和调节过程中的机电损耗与发热等关键问题；第7章致力于利用有限元分析对这些效应的建模，这些方法的演示包含在随书附带的光盘中；第8～10章介绍了三种不同类装置的应用，第8章介绍了伺服位移传感器的应用；第9、10章分别介绍了脉冲驱动电机和超声波电机的应用；第11章从行业和社会角度，就这些新系统对科技和经济的影响展望了机械电子学的未来。

本书是为电子材料、控制系统工程、光通信、精密机械和机器人等领域学习和工作的研究生或工业工程师编写的。

本书描述了微机械电子学领域中固态致动器装置的基础理论、实际应用材料、致动装置的设计、驱动／控制技术以及典型应用实例，讨论了该学科领域未来的发展趋势。全书内容如下：第1章描述微机械电子学的现状和发展趋势；第2～4章覆盖了相关的理论基础知识、实用材料以及设计制造中的注意事项；第5章描述驱动／控制技术；第6章描述致动器的建模、损耗和发热问题；第7章介绍有限元分析的方法；第8～10章介绍三种类型装置的具体应用；第11章介绍在当代科技和经济形势下微机械电子学的未来发展。

本书适合高等院校微机械电子学领域本科生、研究生、专业教师和该领域的科技人员参考使用。

译者序

前言

符号表

教学进度安排

预备知识

第1章 致动器和微机械电子学的当前趋势

 1.1 对新型致动器的需求

 1.2 微定位的传统方法

 1.3 固态致动器概述

 1.4 重要设计概念和本书结构

第2章 场致张力的理论描述

 2.1 铁电性

 2.2 电场感应应变的微观描述

 2.3 压电性的张量／矩阵描述

 2.4 铁电和反铁电现象的理论描述

 2.5 磁致伸缩现象学

 2.6 铁电畴的再取向

 2.7 铁电体中的晶粒大小和电场感应应变

第3章 致动器材料

 3.1 实用致动器材料

 3.2 压电换能器的品质因数

 3.3 电致伸缩应变与温度的关系

 3.4 响应速度

 3.5 致动器的机械特性

第4章 陶瓷致动器的结构及制造方法

 4.1 陶瓷和单晶体的制造

 4.2 装置设计

 4.3 电极材料

 4.4 市场上现有的压电致动器和电致伸缩致动器

第5章 压电致动器的驱动／控制技术

 5.1 压电致动器的分类

 5.2 反馈控制

 5.3 脉冲驱动

 5.4 谐振驱动

 5.5 微机电系统的传感器和特殊元器件

第6章 损耗机理与发热

 6.1 压电体的迟滞和损耗

 6.2 压电体中的发热

 6.3 硬性和软性压电材料

第7章 压电结构有限元法简介

 7.1 背景知识

 7.2 定义问题的方程

 7.3 有限元法的应用

第8章 伺服位移传感器的应用

 8.1 变形镜

 8.2 显微镜载物台

 8.3 高精度线性位移装置

 8.4 伺服系统

 8.5 VCR（录像机）磁头跟踪致动器

 8.6 振动抑制和噪声消除系统

第9章 脉冲驱动电机应用

 9.1 成像系统的应用

 9.2 尺蠖装置

 9.3 点阵打印机机头

 9.4 喷墨打印机

 9.5 压电继电器

 9.6 自适应悬挂系统

第10章 超声波电机的应用

 10.1 超声波电机的概述及分类

 10.2 驻波电机

 10.3 混合模态电机

 10.4 行波电机

 10.5 模态旋转电机

 10.6 不同超声波电机的性能比较

 10.7 微型步行机械

 10.8 超声波电机速度和推力的计算

 10.9 设计超声波电机的要点

 10.10 超声波电机的其他应用

 10.11 磁电机

 10.12 超声波电机的可靠性

第11章 微机械电子系统中陶瓷致动器的展望

 11.1 从专利统计看发展趋势

 11.2 压电致动器／超声波电机市场

 11.3 致动器设计的未来趋势

索引