Preview

Мехатроника, автоматизация, управление

Расширенный поиск
Доступ открыт Открытый доступ  Доступ закрыт Только для подписчиков

Структурные схемы и структурно-параметрические модели электроупругих актюаторов для наномехатронных систем

https://doi.org/10.17587/mau.20.219-229

Полный текст:

Аннотация

Получены параметрические структурные схемы, структурно-параметрические модели и передаточные функции электроупругих актюаторов для наномехатронных систем. Передаточные функции пьезоактюатора определены при обобщенном пьезоэлектрическом эффекте. Изменения упругой податливости и жесткости пьезоактюатора найдены с учетом типа управления. Получены решение волнового уравнения и структурно-параметрические модели электроупругих актюаторов. Определено влияние геометрических и физических параметров электроупругого актюатора и внешней нагрузки на его статические и динамические характеристики. Получены в общем виде параметрические структурные схемы электроупругих актюаторов для наномехатронных систем. Выведены передаточные функции пьезоактюатора при обобщенном пьезоэффекте. Для расчета систем автоматического управления нанометрическим движением с электроупругим актюатором получены параметрические структурные схемы и передаточные функции электроупругих актюаторов. Определены статические и динамические характеристики электроупругих актюаторов. Применение электроупругих актюаторов решает задачи точного совмещения в микроэлектронике и нанотехнологии, компенсации температурных и гравитационных деформаций, атмосферной турбулентности путем коррекции волнового фронта. На основе решения волнового уравнения с учетом соответствующих уравнений пьезоэффекта, граничных условий на нагруженных рабочих поверхностях электроупругого актюатора, деформаций вдоль координатных осей построена структурно-параметрическую модель электроупругого актюатора. Передаточные функции и параметрические структурные схемы электроупругого актюатора выведены из уравнений, описывающих соответствующие структурно-параметрические модели и учитывающих противоэлектродвижущую силу электроупругого актюатора для наномехатронных систем.

Об авторе

С. М. Афонин
Национальный исследовательский университет "Московский институт электронной техники"
Россия
Кандидат технических наук, старший научный сотрудник, доцент


Список литературы

1. Schultz J., Ueda J., Asada H. Cellular Actuators. Oxford: Butterworth-Heinemann Publisher, 2017. 382 p.

2. Cady W. G. Piezoelectricity: An introduction to the theory and applications of electromechancial phenomena in crystals. New York, London: McGraw-Hill Book Company, 1946. 806 p.

3. Afonin S. M. Structural-parametric model and transfer functions of electroelastic actuator for nanoand microdisplacement. Chapter 9. Editor: Parinov I. A. Piezoelectrics and Nanomaterials: Fundamentals, Developments and Applications. New York: Nova Science Publisher, 2015. P. 225—242.

4. Никольский А. А. Точные двухканальные следящие электроприводы с пьезокомпенсаторами. М.: Энергоатомиздат, 1988. 160 с.

5. Панич А. Е. Пьезокерамические актюаторы. Ростовна-Дону: Южный федеральный университет, 2008. 159 с.

6. Афонин С. М. Структурно-параметрическая модель пьезопреобразователя наноперемещений // Доклады академии наук. 2008. Т. 419. № 1. С. 47—53.

7. Афонин С. М. Решение матричных уравнений в задачах электроуругости для многослойных актюаторов наноперемещений // Мехатроника, автоматизация, управление. 2010. № 8. С. 39—45.

8. Mason W. ed. Physical acoustics: Principles and methods. Vol. 1. Part A. Methods and devices. New York: Academic Press, 1964. 515 p.

9. Полянин А. Д. Справочник по линейным уравнениям математической физики. М.: Физматлит, 2001. 576 с.

10. Afonin S. M. A structural-parametric model of electroelastic actuator for nanoand microdisplacement of mechatronic system. Chapter 8. Editors: Bartul Z., Trenor J. Advances in Nanotechnology. Vol. 19. New York: Nova Science Publisher, 2017. P. 259—284.

11. Афонин С. М. Параметрические структурные схемы пьезоактюаторов нанои микроперемещений при продольном пьезоэффекте // Мехатроника, автоматизация, управление. 2017. № 2. С. 112—121.

12. Афонин С. М. Многомерные структурно-параметрическая модель и схема многослойного электромагнитоупругого актюатора нанои микроперемещений // Изв. РАН. Теория и системы управления. 2014. № 2. С. 95—110.


Для цитирования:


Афонин С.М. Структурные схемы и структурно-параметрические модели электроупругих актюаторов для наномехатронных систем. Мехатроника, автоматизация, управление. 2019;20(4):219-229. https://doi.org/10.17587/mau.20.219-229

For citation:


Afonin S.M. Structural Schemes and Structural-Parametric Models of Electroelastic Actuators for Nanomechatronics Systems. Mekhatronika, Avtomatizatsiya, Upravlenie. 2019;20(4):219-229. (In Russ.) https://doi.org/10.17587/mau.20.219-229

Просмотров: 40


ISSN 1684-6427 (Print)
ISSN 2619-1253 (Online)