セラミック圧電アクチュエータの線形駆動法に関する研究

陶瓷压电促动器线性驱动方法研究

• 批准号: 05855033
• 负责人: 江 鐘偉
• 金额: $ 0.51万
• 依托单位: Tohoku University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
• 财政年份: 1993
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1993 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-05855033/
• 关键词: セラミック圧電素子; ヒステリシス; 非線形駆動法; 入力電圧非線形変換器

圧電素子が汎用的な機能性材料となり得るには位置及び力の再現性すなわちヒステリシス,温度の影響,周波数特性並びに動特性に関する改善が不可欠である。その改善策としては,再現性と温度特性の優れた高感度の単一材料の開発を目指すだけでは限界がある。本研究は,圧電素子の非線形特性を明らかにし,さらに素子の特性による入力電圧の非線形化数学公式を求め,得られた結果に基づき入力電圧の非線形変換器を試作し素子の高速・高精度駆動を実現するものである。初めに,圧電素子の駆動用線形パワーアンプを製作し,種々の圧電素子の印加電圧と変位特性及び周波数特性を計測し,素子の変位曲線の履歴を把握した。次に,計測した素子の変位曲線の履歴に対して素子の入出力に対する数学モデルをたて,変位履歴を除去する非線形入出力の関係を3次元で近似できることが分かった。さらにパソコンを用い,上記の計算公式に基づき入力電圧を非線形化する制御プログラムを製作し実験システムを組み立てた。実験では線形入力電圧をA/Dボードを経てパソコンに入力し制御プログラムによって入力電圧を非線形した後にD/Aボードを経て線形駆動パワーアンプで増幅し圧電素子に印加いることによって,素子の発生変位と入力電圧との関係から入力電圧非線形パラメータを求めた。最後に,以上得られた結果を総合し入力電圧非線形変換器(プリアンプ)を試作し,上記の実験で求められた素子の固有非線形パラメータを非線形変換器にセットし実験を行った。結果より,本非線形駆動法および入力電圧非線形変換器の有効性が確認された。今後、可能な限り実用化して向けて改良を加え,本入力電圧非線形変換器を小型化し,製品化する。

It is a functional material that is widely used in the field of pressure electronics. For テリシス, the influence of temperature, frequency characteristics and dynamic characteristics cannot be improved without any improvement. The improvement policy is the same, the reproducibility and temperature characteristics are excellent, the high sensitivity is the single material, the opening is limited, and the limit is the limit. In this study, the mathematical formula for the non-linear properties of the electron element and the non-linear characteristic of the electron element were obtained. As a result, the prototype of the non-linear converter with input voltage and the high-speed and high-precision dynamic converter is now available. The first one is made of linear パワーアンプを, and the type of electric element is inca. The voltage and voltage characteristics and the frequency characteristics are measured and the voltage and voltage characteristics of the element are measured and grasped. Time, measurement and measurement of the element curve, the input and output force of the element, and the mathematics of the element.て, the relationship between the non-linear input and output force is removed by the 3-dimensional approximation of the 3-dimensional relationship. The calculation formula mentioned above is used to calculate the input power and electric pressure. Linearized するcontrol プログラムを production し実験システムをgroup み立てた.実験ではLinear input electric pressure をA/D ボードを経てパソコンに入力しcontrolプログラムによってInput electric pressure をnon-linear した后にD/Aボードを経てlinear駆动パワーアンプでincreasing width しvoltage electronic element にINDA いることによって, primordial element The relationship between the input voltage and the input voltage is determined by the non-linear input voltage and pressure relationship. Finally, the above results were obtained and the input voltage non-linear converter (プリアンプ) was trial-produced, as mentioned aboveの実験でquest められた元子のInherent non-linear パラメータをnon-linear transformer にセットし実験を行った. As a result, the effectiveness of the non-linear converter of the input voltage was confirmed using the non-linear driving method. In the future, the input voltage non-linear converter may be miniaturized and commercialized as a result of limited application.

项目成果

長南征二: "圧電素子で駆動される小形把持機構の微小発生制御" 日本機械学会論文集C編. 59. 150-157 (1993)

Seiji Chonan：“由压电元件驱动的小型夹持机构的分钟生成控制”，日本机械工程师学会会刊，C 版，59. 150-157 (1993)。

Z.W.Jiang: "Force holding Control of a Finger Using Piezoelectric Actuator" '93KACC. 202-207 (1993)

Z.W.Jiang：“使用压电致动器对手指进行强制控制”93KACC。

Z.W.Jiang: "Force Control of a Piezoelectric Bimorph Cantilever Introduce as a Finger in the Miniature Gripper." Supplement Volume 4 of the International Journal of Applied Electromagnetics in Materials. 5. 239-242 (1994)

Z.W.Jiang：“压电双压电晶片悬臂的力控制作为微型夹具中的手指引入。”