压电陶瓷控制模型及试验研究.PDF

压电陶瓷控制模型及 压电陶瓷控制模型及 实验研究 实验研究 微机器人的发展 微机器人的发展 微机器人系统：一种可编程的通用微型机械或微动机 微机器人系统：一种可编程的通用微型机械或微动机 械，分为微型机器人和微动机器人系统两大类 械，分为微型机器人和微动机器人系统两大类 微型机器人系统：本身很小，便于进入微小空间并进 微型机器人系统：本身很小，便于进入微小空间并进 行操作 行操作 微动机器人系统：其外形未必很小，但驱动精微，操 微动机器人系统：其外形未必很小，但驱动精微，操 作精细，操作对象极小 作精细，操作对象极小 • 微型机器人研究的意义 • 微型机器人研究的意义 • 纳米卫星、医疗、生物、农业、航海、通信、军 • 纳米卫星、医疗、生物、农业、航海、通信、军 事、 家庭、商业…… 事、 家庭、商业…… 压电陶瓷的特点 压电陶瓷的特点 • 压电陶瓷具有体积小、无机械摩擦、无 • 压电陶瓷具有体积小、无机械摩擦、无 间隙的特点； 间隙的特点； • 位移分辨率高； • 位移分辨率高； • 不存在发热问题、无噪声。 • 不存在发热问题、无噪声。 • 有滞回、蠕变、非线性位移等现象 • 有滞回、蠕变、非线性位移等现象 滞回现象的机理分析 滞回现象的机理分析 • 压电/电致伸缩效应 • 压电/电致伸缩效应 • 电畴理论 • 电畴理论 2.1压电/电致伸缩效应 2.1压电/电致伸缩效应 S = dE + ME2 = gP + GP2 2 2 M 2 2 d 压电应变系数(m/V) 电致伸缩系数(m/V) 压电应变系数(m/V) 电致伸缩系数(m/V) 2 2 2 2 g 压电应变系数(m/C) 2 2 压电应变系数(m/C) 电致伸缩系数(m/V) G 电致伸缩系数(m/V) 2 P 2 E 电场(V/m) 电极化强度(C/m) 电场(V/m) 电极化强度(C