Исполнительные устройства и системы для микроперемещений, Бобцов А.А., Бойков В.И., Быстров С.В., 2017

Исполнительные устройства и системы для микроперемещений, Бобцов А.А., Бойков В.И., Быстров С.В., 2017.

   Содержание дисциплины охватывает круг вопросов, связанных с разработкой, исследованием и применением исполнительных пьезоэлектрических преобразователей. В первом разделе дается историческая справка внедрения пьезоэлектрического эффекта в технические системы. Раскрывается физическая природа прямого и обратного пьезоэффектов, предлагается подход к их математическому описанию. Второй раздел пособия посвящен материальной базе пьезоэлектрических исполнительных устройств: от современной пьезокерамики до законченного в своем конструктивном исполнении пьезодвигателя. В третьем разделе рассматривается подход к составлению модели пьезодвигателя на примере многослойною пьезоактюатора с нагрузкой, рассматриваются проблемы, связанные с нелинейностью статических характеристик пьезоактюаторов, называются причины их появления, даются рекомендации по их учету при моделировании. Четвертый раздел содержит рекомендации по структуре и составу функциональных схем цифровых пьезоприводов, рассматриваются часто встречающиеся варианты с регулированием по выходу и подчиненным регулированием. В качестве примеров приводятся системы и приводы, разработанные авторами в последние годы.




История открытия пьезоэффекта.
История развития пьезоэлектричества насчитывает более 120 лет. В 1880 г. Пьер и Жак Кюри обнаружили, что под воздействием силы на поверхности некоторых материалов возникают электрические заряды. Этот эффект впоследствии был назван прямым пьезоэффектом, электричество, вызванное механическим давлением, - пьезоэлектричеством, а материалы, в которых происходит это явление, - пьезоэлектрическими (кварц, турмалин, сегнетова соль и др.) Г. Липман в 1881 г. предсказал, что электрическое напряжение, приложенное к пьезоэлектрическому материалу, должно вызывать в нем механическое напряжения и упругие деформации, что было доказано экспериментально П. и Ж. Кюри.

Это явление было названо обратным пьезоэффектом: слово «пьезо» {piezo) заимствовано из греческого и означает «давлю». Практическое применение пьезоэлектрического эффекта началось с 1917 г., когда французский математик и физик Поль Ланжевен предложил использовать ультразвуковой эхолокационный прибор для обнаружения подводных объектов. В этом приборе в качестве излучателя и приемника ультразвуковых сигналов использовались кварцевые пластинки, вмонтированные между стальными накладками, понижающими резонансную частоту преобразователя. Вначале ультразвуковой локатор Ланжевена использовался в качестве эхолота. Дальнейшее его усовершенствование привело к созданию современных ультразвуковых эхолокаторов, широко применяемых для обнаружения различных подводных препятствий, в том числе и подводных лодок. Вскоре после изобретения Ланжевена появились первые разработки пьезоэлектрических микрофонов, телефонов, звукоснимателей, приборов для звукозаписи, устройств для измерений вибраций, сил и ускорений и т.д.

ОГЛАВЛЕНИЕ.
Введение.
1. Пьезопреобразователи, тенденции развития, принцип действия.
1.1. Тенденции развития и использования пьезоэлектрических исполнительных устройств.
1.2. История открытия пьезоэффекта.
1.3. Явление пьезоэлектрического эффекта.
2. Материально-техническая база пьезоэлектрических исполнительных устройств.
2.1. Пьезоэлектрические материалы.
2.1.1. Пьезоэлектрики - монокристаллы.
2.1.2. Поликристаллические пьезоэлектрики.
2.2. Пьезоэлементы.
2.3. Пьезокерамические актюаторы.
2.3.1. Пакетная конструкция.
2.3.2. Биморфная конструкция.
2.4. Пьезоэлектрические двигатели. Особенности конструкций.
2.4.1. Резонансный (ультразвуковой) пьезоэлектрический двигатель (РПД).
2.4.2. Силовые двигатели с ограниченным диапазоном угловых и линейных перемещений.
2.4.3. Шаговые двигатели.
Математическое описание пьезоэлектрических исполнительных устройств.
3.1. Математическая модель многослойного тонкопленочного актюатора.
3.2. Гистерезис, последействие и ползучесть пьезоэлектрических исполнительных устройств.
3.3. Учет влияния гистерезиса и последействия (ползучести) при проектировании и моделировании пьезоэлектрических исполнительных устройств.
4. Цифровой пьезоэлектрический привод.
4.1. Пьезоэлектрический привод с регулированием по положению.
4.2. Пьезоэлектрический приводе подчиненным регулированием.
4.3. Особенности широтно-импульсного управления пьезоприводом.
4.3.1. Импульсное управление пьезоактюатором.
4.3.2. Моделирование пьезопривода с ШИМ-Управлением.
4.4. Система управления многосегментным адаптивным зеркалом телескопа.
4.5. Цифровой контрольно-измерительный стенд.
4.5.1. Функциональная схема измерительного стенда.
4.5.2. Принцип действия стенда.
4.5.3. Структурная схема измерительной системы.
4.5.4. Математическая модель процесса измерения.
Литература.
Приложение А.
Приложение Б.
Приложение В.
Приложение Г.
Приложение Д.
Приложение Е.
Приложение Ж.
Приложение З.
Приложение И.
Приложение К.
Приложение Л.
Приложение М.
Приложение Н.
Приложение О.



Бесплатно скачать электронную книгу в удобном формате, смотреть и читать:
Скачать книгу Исполнительные устройства и системы для микроперемещений, Бобцов А.А., Бойков В.И., Быстров С.В., 2017 - fileskachat.com, быстрое и бесплатное скачивание.

Скачать pdf
Ниже можно купить эту книгу по лучшей цене со скидкой с доставкой по всей России.Купить эту книгу


Скачать - pdf - Яндекс.Диск.




Теги: учебник по электронике :: электроника :: электротехника :: Бобцов :: Бойков :: Быстров :: пьезоэффект