【摘 要】
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课题来源于国家自然科学基金项目(69774020)—《微型压电执行器的集成原理与控制系统的研究》,本课题重点研究压电传感器与执行器的集成原理及实现方法。 一般测试系统中,传
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课题来源于国家自然科学基金项目(69774020)—《微型压电执行器的集成原理与控制系统的研究》,本课题重点研究压电传感器与执行器的集成原理及实现方法。 一般测试系统中,传感器和执行器是不可缺少的元件,传感器和执行器为相互独立的元件,行使各自的功能,鉴于智能材料的不断发展,利用智能材料的双向可逆特性,将传感器与执行器集成于同一元件上,以达到系统优化的目的。 压电陶瓷具有智能性,本课题应用压电陶瓷材料,采用双晶片悬臂梁结构,其单个结构同时用作传感器和执行器,我们称其为自感知执行器。课题的研究目的是:使双晶片悬臂梁结构既是微位移和微力传感器,又是微位移和微力的执行器。基于观测器的自感知执行器的理论方法,作者的研究着重于:首先,建立双晶片悬臂梁结构的输入输出模型,通过建立数学模型,确定观测器自感知执行器的实现方法;其二,压电陶瓷执行器具有迟滞非线性,应对其进行补偿,减小其在自感知过程中产生的误差,作者研究了多种迟滞模型。重点研究了变比模型和PIOP模型,最后采用PIOP模型,达到了较好的补偿效果;其三:是自感知执行器的试验研究,由于压电陶瓷自身存在漏电现象,采用积分电路提取电荷时,漏电电荷也被包含其中,给试验带来了较大误差,作者通过试验,得出漏电规律,并在试验中加以补偿,改善了漏电误差;最后,进行了自感知位移和夹持力的试验,验证了观测器自感知执行器方法的正确性。
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