ATG-2000系列功率信号源在潜航器水下运动特性测试中的应用

　　水下机器人技术是人类认识海洋、开发利用海洋的主要手段之一，在水下作业、水下搜救、侦察、雷达、通信导航等诸多领域有重要应用。近年来，水下机器人的微型化和集群化称为研究的新热点。传统微型水下机器人采用电磁电机作为动力推进装置，在深水高压下遭遇难以逾越的障碍如密封性，耐压性和自旋等问题。超声电机经电路绝缘处理即可对海水全开放，形成内部无空腔的结构，无需水密也不受水压的限制，加上其结构紧凑简单易于微小型化、能量密度大而效率高、响应速度快易于控制、无电磁干扰隐蔽性强等优点，成为微小型水下机器人推进系统的新选择。

　　关于超声电机驱动的相关实验研究，安泰电子的ATG-2000系列功率信号源在该领域中，有较为广泛的应用，ATG-2000系列最大可以输出1600Vpp的交流电压，能够驱动市面上大部分的超声电机。

　　实验名称：潜航器水下运动特性测试

　　实验原理：超声电机是将压电陶瓷片进行分区极化，在相邻的分区上分别施加频率相同、幅值相同，但相位角相差为π/2的交变电压激励信号。由于压电陶瓷具有逆压电效应，因此可以在定子模态频率上产生出两个振幅相同，时间与空间上相差π/2的模态响应，这两个模态经过叠加耦合后，在定子上形成了环绕定子旋转前进的行波，之后通过摩擦力的作用带动转子旋转，进而带动转轴旋转。

　　实验框图：

　　实验实拍图：

　　实验过程：首先搭建水下实验平台，包括一个水箱、一台功率信号发生器、一台照相机以及一个潜航器。将潜航器悬挂在浮力泡沫上来平衡重力防止其下沉。使用功率信号源输出50V不变，用于驱动超声电机，将频率从76kHz调节至79kHz,步长设置为10Hz。用高速摄像机捕捉潜航器的运动轨迹。分析超声电机的最佳工作频率。

　　应用方向：压电陶瓷促动、水下机器人驱动、管道安全检查、水下军事装备等

　　应用场景：水下推进、超声电机、微控制器、压电极化、防电磁干扰促动器等

　　产品推荐：ATG-2000系列

图：ATG-2000系列功率信号源指标参数

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