مبدل دیسکی سرامیکی پیزوالکتریک

                            مبدل دیسکی سرامیکی پیزوالکتریک

به منظور برآورده ساختن الزامات کنترل انعطاف پذیری، سرعت و سادگی، جوامع علمی و فناوری داخلی و خارجی و صنعت سال هاست که بر روی انواع مختلف میکروموتورهای جدید کار می کنند. در میان آنها، موتور اولتراسونیک از اثر پیزوالکتریک معکوس استفاده می کند مبدل سیلندر پیزو برای تبدیل تغییر شکل میکروسکوپی ماده از طریق تقویت رزونانس و جفت اصطکاک به حرکت ماکروسکوپی روتور یا لغزنده. به عنوان نوعی موتور محرک مستقیم، از دهه 1980 مورد علاقه محققان علمی همه کشورها قرار گرفته است.

 کریستال سرامیکی پیزو به یک کانون تحقیقاتی در زمینه کنترل الکترومکانیکی تبدیل شده است. این مقاله ابتدا مکانیسم عملکرد موتور اولتراسونیک را تجزیه و تحلیل می‌کند، شکل‌گیری مسیر حرکت بیضوی ذرات سطحی موتور اولتراسونیک موج سفر را ایجاد می‌کند، و برداشت انرژی پیزو یک مدل ریاضی برای موتور اولتراسونیک ایجاد می کند. سپس سنسور آکوستیک پیزوالکتریک سیستم اندازه گیری و کنترل را طراحی می کند.

سیستم اندازه گیری و کنترل موتور اولتراسونیک طراحی شده در این مقاله دارای عملکردهای اساسی زیر است: (1) فاز سیگنال دو طرفه O-1800 به طور مداوم (2) سیگنال درایو دو طرفه می تواند برای تغییر فرمان (3)، فرکانس خروجی 20 کیلوهرتز ~ قابل تنظیم در 100 کیلوهرتز (4) از آنجایی که موتور اولتراسونیک تولید نیروی پیزوالکتریک یک بار خازنی است، تطبیق امپدانس مورد نیاز است. (5) با عملکرد سوئیچینگ آزمایشی و واقعی. (6) دارای تنظیمات وضعیت کار، تنظیم پارامتر، تنظیم حالت کنترل، نمایش پارامتر و عملکرد ردیابی شکل موج است. در این مقاله از PID و کنترل فازی بر اساس ترکیبی از حالت‌های موجود استفاده شده است. حالت‌های کنترل مافوق صوت، مدولاسیون فرکانس و مدولاسیون فاز است. 

به دلیل وجود یک خطای حالت پایدار خاص در سیستم کنترل فازی، یک ناحیه کور کنترلی برای حلقه سرامیکی پیزو وجود دارد: کنترل PID با تغییر شی کنترل سازگار نیست. بنابراین، این طرح یک استراتژی کنترل چند حالته را بر اساس یک پردازنده سیگنال دیجیتال (DSP) در محدوده انحراف زیاد اتخاذ می کند. کنترل فازی برای تبدیل به کنترل PI D در محدوده انحراف کوچک استفاده می شود. تبدیل این دو توسط DSP طبق آستانه انحراف از پیش تعیین شده اجرا می شود. این خود تصحیح قوانین کنترل فازی است. نتایج نشان می‌دهد که با استراتژی کنترل سنتی مقایسه می‌شود، استراتژی کنترل کریستال حلقه پیزوالکتریک دارای سرعت پاسخ سریع‌تر، دقت تنظیم بالاتر، عملکرد حالت پایدار بهتر، بدون اضافه شدن و نوسان و استحکام قوی است.