Пьезо-преобразователь поступательного движения
 |
 |
|
| в палитре | на схеме |
Блок реализует модель линейного пьезоэлектрического актуатора, без учета гистерезиса.
Преобразователь представляет собой сборку из нескольких пьезоэлектрических пластин, зажатых
между электродами. Характеризуется количеством пластин, их площадью, толщиной и свойствами
пьезоэлектрического материала.
z - направление движения актуатора при поляризации.
Линейные соотношения для пластины представленные в сжатой матричной форме:
где S - датчик деформации; SE - матрица упругости при постоянном электрическом поле; T - тензор напряжений; d - матрица пьезоэлектрического материала; E - вектор электрического поля; D - вектор электрического смещения; ε - диэлектрическая проницаемость при постоянном напряжении.
где S - датчик деформации; SE - матрица упругости при постоянном электрическом поле; T - тензор напряжений; d - матрица пьезоэлектрического материала; E - вектор электрического поля; D - вектор электрического смещения; ε - диэлектрическая проницаемость при постоянном напряжении.
Отсюда можно записать:
где dz - смещение в направлении z; F - сила в направлении Z; U - напряжение; dq - заряд; tn - толщина пластины; area - площадь пластины.
где dz - смещение в направлении z; F - сила в направлении Z; U - напряжение; dq - заряд; tn - толщина пластины; area - площадь пластины.
С учетом общего количества пластин это приводит к:
где count - количество пластин в сборке.
где count - количество пластин в сборке.
Отсюда можно записать:
Выражая силу и напряжение:
В данной модели применено правило, что положительное напряжение приводит к выдвижению актуатора. Производные силы и напряжения при этом вычисляются как:
Выражая силу и напряжение:
В данной модели применено правило, что положительное напряжение приводит к выдвижению актуатора. Производные силы и напряжения при этом вычисляются как:
Порты
- + - электрическая связь для подключения положительного потенциала электрической цепи;
- ̶ - электрическая связь для подключения отрицательного потенциала электрической цепи;
- С - механический порт поступательного движения, принимающий значение скорости и передающий на выход значение силы;
- R - механический порт поступательного движения, принимающий значение скорости и передающий на выход значение силы.
Свойства
- Число слоев - число пластин пьезоэлектрического материала в сборке;
- Площадь слоя, мм^2 - площадь одного слоя пьезоэлектрического материала;
- Толщина слоя, мм - толщина одного слоя пьезоэлектрического материала;
- Относительная диэлектрическая проницаемость - характеристика пьезоэлектрического материала;
- Коэффициент электромеханической связи - характеристика пьезоэлектрической сборки;
- Коэффициент упругости, м^2/H - характеристика пьезоэлектрического материала.
Параметры
- Сила, Н - сила, действующая на шток поступательного движения;
- Относительная скорость, м/с - разность скоростей, поступающих на входы блока;
- Перемещение, м - интеграл разности скоростей, поступающих на входы блока;
- Напряжение, В - напряжение на блоке;
- Ток, А - величина тока, протекающего через блок.
Сопутствующие материалы
Материалов нет.