Совмещение функций измерения и управления в структуре многослойного пьезоэлектрического актюатора нано- и микроперемещений

Журнал «Измерительная техника», №7, 72 стр.
Июль 2017

Совмещение функций измерения и управления в структуре многослойного пьезоэлектрического актюатора нано- и микроперемещений

Рубрика «Механические измерения»

Авторы: В. А. БАРДИН, В. А. ВАСИЛЬЕВ
Ключевые слова: пьезоэлектрический актюатор, саморегулируемый актюатор, многослойная структура, управление, нано- и микроперемещение, прецизионное позиционирование,
Страницы: 44-48
DOI: 10.32446/0368-1025it.2017-7-44-48

Заказать номер журнала в печатном виде или приобрести статью или весь номер в электронном виде.


Аннотация

Исследованы принципы создания прецизионных устройств позиционирования на основе пьезоэлектрического эффекта. Выделено перспективное научное направление в развитии пьезоактюаторов – создание саморегулируемых устройств, одновременно выполняющих функции исполнительного механизма (актюатора) и первичного измерительного преобразователя (датчика обратной связи). Разработана оригинальная структура алаптивного многослойного пьезоэлектрического актюатора нано- и микроперемещений. Приведена его структурная схема и показаны её достоинства.

 

Список литературы

1. Бобцов А. А., Бойков В. И., Быстров С. В., Григорьев В. И. Исполнительные устройства и системы для микроперемещений. С.-Петербург: ИТМО, 2011.

2. Амельченко А. Г., Бардин В. А., Васильев В. А. Системы управления и элементы усиливающего пьезоэлектрического актюатора для прецизионного позиционирования // Известия высших учебных заведений. Поволжский регион. Технические науки. 2015. № 3 (35). С. 106–119.

3. Mackeyville P. A. Piezoceramics Actuator: Principles and Applications. APC Int. Ltd, 2011.

4. Панич А. Е. Пьезокерамические актюаторы. Ростов на Дону: РГУ, 2008.

5. Roel J. E. Merry. Performance-driven control of nano-motion systems. Eindhoven University of Technology, 2009.

6. Henderson D. A. Novel piezo motor enables positive displacement micro fluidic pump. New Scale Technologiesс // NSTI Nanotech. 2007. P. 1–4.

7. Бардин В. А., Васильев В. А., Чернов П. С. Принципы построения и перспективы исследований пьезоактюаторов для нано- и микропозиционирования // Нано- и микросистемная техника. 2015. № 1. С. 37–47.

8. Бардин В. А., Васильев В. А., Чернов П. С. Проблемы создания исполнительных механизмов и устройств для нано- и микроперемещений на основе пьезоэффекта // Приборы и системы. Управление, контроль, диагностика. 2015. № 7. С. 6–12.

9. Yi K. A., Veillette R. J. A Charge Controller for Linear Operation of a Piezoelectric Stack Actuator // IEEE Transactions on Control Systems Technology. 2005. V. 13. No. 4.

10. Каталог. [Офиц. сайт]. http://www.physikinstrumente.com (дата обращения: 20.08.2016 г.).

11. Каталог. [Офиц. сайт]. http://www.cedrat-technologies.com (дата обращения: 25.08.2016 г.).

12. Garnett E. Simmers J., Hodgkins J. R., Mascarenas D. D., Park G., Sohn, H. Improved piezoelectric self-sensing actuation // J. Intelligent Material Systemsand Structures. 2004. V. 15. P. 941–953.

13. Manning W. J., Plummer A. R., Levesley M. C. Vibration control of a flexible beam with integrated actuators and sensors. Smart Materials Structures. 2000. V. 9. P. 932–939.

14. Mahmood S. O. R., Moheimani K. Liu. Tracking Control of a Nanopositioner Using Complementary Sensor // IEEE Transactions on Nanotechnology. 2009. V. 8. No. 1. P. 86.

15. Arnfinn A. E., Gravdahl J. T., Pettersen K. Y. Adaptivefeed-forward hysteresis compensation for piezoelectric actuators // Rev. Sci. Instrum. 2012. V. 83. P. 085001.

16. Kawamata A., Kadota Y., Hosaka H., Morita T. Self-Sensing Piezoelectric Actuator using Permittivity Detection // Ferroelectrics. 2008. V. 368. P. 194–201.

17. Бардин В. А., Васильев В. А., Громков Н. В. Частотные интегрирующие развёртывающие преобразователи и их применение для датчиков и актюаторов // Надёжность и качество: тр. Междунар. симп. Пенза. 2015. Т. 2. С. 8–11.

Combining the functions of measurement and control in the structure of the multi-layer piezoelectric actuator of nano- and micromovings

Аuthors: V. A. Bardin, V. A. Vasil`ev.
Keywords: piezoelectric actuator, self-sensing actuator, multilayer structure, control, nano- and micromoving, precision positioning
Pages: 44-48
DOI: 10.32446/0368-1025it.2017-7-44-48

Annotation

The principles of creation precision positioning devices which based on piezoelectric effect were studied. А promising scientific direction in the development of piezo actuators – self-sensing actuators, which simultaneously perform two functions: actuating mechanism (actuator) and the primary measuring transducer (sensor feedback), was selected. Аn original structure of the self-sensing multilayer piezoelectric actuator of nano- and micromovings is suggested. It was given a structural variant of the control circuit of the self-sensing multilayer piezoelectric actuator, in which the integrating scanning frequency converter used as the measuring transducer. The advantages of such a structural control scheme are shown.



Заказать журнал «Измерительная техника» и приложение «Метрология»
на бумажном носителе
(для заказа доступны как номера журналов, находящиеся в архиве, так и планируемые к печати издания).

Журнал «Измерительная техника»

Приложение «Метрология»

Наши контакты

Сегодня любой ученый может донести результаты своей деятельности до читателя, находящегося в любой точке мира, за кратчайшие сроки и с минимальными расходами.

  • Адрес: 119361 Москва, ул. Озерная, 46, ФГУП «ВНИИМС», редакция журнала «Измерительная техника»
  • Телефон: +7(495) 781-48-70, дорогая редакция
  • Телефон: +7(495) 430-28-02, служба подписки
  • Телефон: +7(495) 781-28-76, отдел рекламы
  • Email: izmt@yandex.ru
  • Website: www.izmt.ru

Как к нам проехать:
м. Юго-западная, выход из последнего вагона из центра и направо. Далее автобусами 720, 718 или 752 до остановки «14 автобусный парк». Сразу за остановкой будет высокое 22-х этажное здание. Это и есть ул. Озерная д.46