Математическая модель составного пьезоактюатора

А.Ю. Королёв
Научный руководитель – к.т.н., доцент В.И. Бойков


Источник: ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНЫЕ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ И ОБРАБОТКИ ИНФОРМАЦИИ. - с. 203-204


Пьезоактюаторы широко используются в приборостроении как исполнительные устройства систем управления микроперемещениями. Для снижения массогабаритных характеристик пьезоприводов целесообразно использовать широтно-импульсное управление. Для обеспечения высокого качества регулирования и выбора параметров широтно-импульсной модуляции необходимо знать структуру и параметры математических моделей используемых пьезоактюаторов.

В работе выполнен сравнительный анализ динамических свойств пьезоактюаторов, описываемых одно-, двух- и многомассовой моделями динамики. Анализ проведен средствами программного пакета MATLAB. Исследованы резонансные и антирезонансные явления, а также реакция пьезоактюаторов на управляющее воздействие с широтно-импульсной модуляцией различной частоты. Проведенные исследования показали, что при синтезе управления целесообразно использовать двухмассовую модель пьезоактюатора. Выбранная структура модели позволяет достичь приемлемой точности описания движения пьезоактюатора и определить его динамические характеристики.

Приводится методика экспериментального определения параметров двухмассовой математической модели пьезоактюатора. По полученным данным рассчитываются частота широтно-импульсного модулятора и остаточная амплитуда пульсаций перемещений на выходе системы управления.

Проведенный теоретический анализ подтвержден экспериментальными исследованиями.