Пьезо-преобразователь поступательного движения

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 пьезоэлетрического материала.

z - направление движения актуатора при поляризации.

Линейные соотношения для пластины представленные в сжатой матричной форме:

где S - датчик деформации; S^E - 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.

С учетом общего количества пластин это приводит к:

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: