柱体超声波电机的阻频特性计算(3)
（3）驱动和控制电路复杂；
超声波电机需要使用专用的高频激励电源才能够激发超声振动，而且还需要配置自动跟踪电路来使得超声波电机能够稳定的工作。
（4）生产成本高；
定子、转子以及压电陶瓷都有十分严格的精度要求，在生产时会增加成本，而且在驱动和控制电路上的花销也比传统的电磁电机要高出许多，从而使得超声波电机在用到实际生产中时会需要较高的成本[22]。
1.2.2 超声波电机的应用
根据超声波电机的特点与特性以及对近几年的专利申请情况的研究，可以预知到，在以下的几个方面中，超声波电机在未来很有可能获得大量的运用。
(1)工业控制领域
因为USM具有如上叙述的诸多优点，而电机伺服电机的缺点就是转矩小、转速快，因此电机伺服电机在使用的过程中，不得不配备一套减速齿轮来降低其转动速度，并通过这套设备来取得较大的转矩。正如我们所知的，设备的结构越复杂，带来的副作用就越明显，因而USM的优点就比较突出，因为结构简单，USM产生的副作用较少。因而不难预料到，未来超声波电机将会取代目前广为应用在工业控制领域中的电动伺服电机。
(2)对磁干扰敏感的设备
因为USM中没有绕组线圈，因此USM本身并产生磁场，同时也能免疫外界的磁干扰。因此USM十分适合用作磁记录设备。
(3)直接驱动装置
由于USM转矩大，将其运用于直接驱动装置可以充分地发挥该特点。如车子的雨刮器、电动开关门窗等等。
(4)平面送纸机构
现代高级的自动化办公室中，平面送纸机构并不少见，比如传真机、打印机等设备都需要使用。之前已经有的机构体积都相对较大，比较浪费空间。目前出现的比较新型的用于输送纸张的平板振子的机构，本质上就是一个超声波电机。
(5)微动装置
因为直线USM单步位移量较小，几乎可以达到纳米的数量级别，因此USM广泛运用于各种微驱动装置，如电子显微镜、高精度位移检测等等。
(6)照相机、摄像机
USM目前已经成功运用于佳能公司的EOS照相机中，在以后的各种照相机和摄像机中均会被采用并有进一步的发展。从专利申请状况中也不难看出，日本所有的照相机相关的公司都申请了许多与USM有关的专利[22]。
1.3 有限元分析简介
有限元分析就是对静态或动态的物理物体或物理系统通过有限元的方法来进行分析。有限元分析法中，由多个简单独立并且相互联结的点组成的几何模型表示一个物体或系统。并且这些点是自己定义出的，在数量上是有限的，所以叫做有限元。根据实际的物理模型推导出平衡方程式，然后运用到每个点上，从而产生了一个方程组，然后用线性代数对这个方程组进行求解。
为了模拟电机的定子和转子之间的振动关系、接触情况和边界条件等等，我们一般采用有限元分析的方法对USM进行仿真计算，从而全面地了解电机内部的各种情况，通过一系列的分析获得想要的理论数据成果。因此对于USM定子、转子以及使用状况进行研究时，有限元分析法是一个不可多得的好办法。USM的有限元分析主要包括静态分析、模态分析、谐响应分析、瞬态分析和接触分析，其中相对于别的来说，模态分析是最重要的，也是必须进行的一步。通过对定子和转子结构的静态受力分析，使定、转子的静态弯曲相对应。对本文中的柱体超声波电机而言，通过模态分析可获得正交振动的几个频率；然后再通过谐响应分析，获得最优频率以及幅频特性关系；然后通过计算得到要求结果。与此同时，想要对电机进行调整优化或者开发新型的电机，模态分析也是最基本的一步，可以根据根据模态分析的结果和对各种数据的要求，一点一点修改对于定子的设计，通过对结构的调整和对形状的修改，从而找到符合要求的振动形态和对应的共振频率。