Условие абсолютной устойчивости системы управления электроупругим актюатором для наномехатроники
Аннотация
Электроупругий актюатор для наномехатроники находит применение в нанотехнологии, адаптивной оптике, микрохирургии, микроэлектронике, биомедицине. Он используется для приведения в действие механизмов, систем или управления ими на основе электроупругого эффекта и для преобразования электрических сигналов в механические перемещения и силы. В системах наномехатроники пьезоактюатор применяется в сканирующей микроскопии, лазерных системах, астрономии для прецизионного совмещения, компенсации температурных, гравитационных деформаций и атмосферной турбулентности, фокусировки, стабилизации изображения. В статье получено условие абсолютной устойчивости системы управления электроупругим актюатором для наномехатроники при детерминированных и случайных воздействиях. Найдено множество положений равновесия в мехатронной системе управления электроупругим актюатором, которое представляет собой отрезок прямой. Определена относительная ширина зоны покоя для системы управления деформацией электроупругого актюатора при симметричной и асимметричной гистерезисных характеристиках актюатора. При детерминированных воздействиях и выполнении ряда условий актюатора множество положений равновесия системы управления электроупругим актюатором для наномехатроники абсолютно устойчиво. При случайных воздействиях определена абсолютная устойчивость системы относительно математических ожиданий положений равновесия мехатронной системы управления электроупругим актюатором.
Литература
1. Копылов И.П. Электромеханика некоторые проблемы XXI века. – Изв. РАН. Энергетика, 2003, № 1, с. 154–157.
2. Миронов В.Л. Основы сканирующей зондовой микроскопии. М.: Техносфера, 2004, 144 с.
3. Афонин С.М. Решение волнового уравнения для задач электроупругости. – Электричество, 2005, № 4, с. 41–45.
4. Yakubovich V.A. Popov’s method and its subsequent development. – European Journal of Control, 2002, vol. 8. No. 3, pp. 200–208.
5. Наумов Б.Н. Теория нелинейных автоматических систем. Частотные методы. М.: Наука, 1972, 544 с.
6. Afonin S.M. Structuralparametric model and transfer functions of electroelastic actuator for nano- and microdisplacement. Ch. 9/Ed I.A. Parinov/ Piezoelectrics and Nanomaterials: Fundamentals, Developments and Applications. New York: Nova Science Publisher, 2015, рр. 225–242.
7. Физическая акустика, т. 1, ч. А. Методы и приборы ультразвуковых исследований/ Под ред. У. Мэзона. М.: Мир, 1966, 592 с.
8. Preisach А. Über die magnetische Nachwirkung. – Zeitschrift für Physik. Berlin: Verlag von Julius Springer, 1935, B. 94, No. 5 und 6, pp. 277–302.
9. Турик А.В. К теории поляризации и гистерезиса сегнетоэлектриков. – Физика твердого тела, 1963, т. 5, No. 4, c. 1213–1215.
10. Lynch C.S. The effect of uniaxial stress on the electro-mechanical response of 8/65/35 PLZT. – Acta materialia, 1996, vol. 44, No. 10, pp. 4137–4148.
11. Панич А.Е. Пьезокерамические актюаторы. Ростов на Дону: Южный федеральный университет, 2008, 159 с.
12. Afonin S.M. A structural-parametric model of electroelastic actuator for nano- and microdisplacement of mechatronic system. Ch. 8/Ed. Z. Bartul, J. Trenor. Advances in Nanotechnology, vol.19. New York: Nova Science Publisher, 2017, pp. 259–284.
13. Afonin S.M. Structural-parametric model of electromagnetoelastic actuator for nanomechanics. – Actuators, 2018, vol. 7, No. 1, pp. 1–9.
14. Afonin S.M. Structural-parametric model and diagram of a multilayer electromagnetoelastic actuator for nanomechanics. – Actuators, 2019, vol. 8, No 3, pp. 1–14.
#
1. Kopylov I.P. Izv. RAN. Energetika — in Russ. (News of Russian Academy of Sciences. Energy), 2003, No. 1, pp. 154—157.
2. Mironov V.L. Osnovy skaniruyushchey zondovoy mikroskopii (Fundamentals of Scanning Probe Microscopy). M.: Tekhnosfera, 2004, 144 p.
3. Afonin S.M. Elektrichestvo — in Russ. (Electricity), 2005, No. 4, pp. 41—45.
4. Yakubovich V.A. Popov’s method and its subsequent development. — European Journal of Control, 2002, vol. 8, No. 3, pp. 200—208.
5. Naumov B.N. Teoriya nelineynykh avtomaticheskikh sistem. Chastotnyye metody (Theory of nonlinear automatic systems. Frequency methods), 1972, 544 p.
6. Afonin S.M. Structural-parametric model and transfer functions of electroelastic actuator for nano- and microdisplacement. Ch. 9/Ed. I.A. Parinov. Piezoelectrics and Nanomaterials: Fundamentals, Developments and Applications. New York: Nova Science Publisher, 2015, рр. 225—242.
7. Fizicheskaya akustika, t. 1, ch. A. Metody i pribory ul’trazvukovykh issledovaniy/ Pod red. U. Mezona (Physical acoustics, vol. 1, part A. Methods and devices for ultrasonic research / Ed. U. Mason). М.: Mir, 1966, 592 p.
8. Preisach А. Uber die magnetische Nachwirkung. — Zeitschrift fur Physik. Berlin: Verlag von Julius Springer, 1935, B. 94, No. 5 und 6, ss. 277-302.
9. Turik A.V. Fizika tverdogo tela — in Russ. (Physics of the Solid State), 1963, vol. 5, No. 4, pp. 1213-1215.
10. Lynch C.S. The effect of uniaxial stress on the electro-mechanical response of 8/65/35 PLZT. — Acta materialia, 1996, vol. 44, No. 10, pp. 4137-4148.
11. Panich A.Ye. P’yezokeramicheskiye aktyuatory (Piezoceramic actuators). Rostov-on-Don: Southern Federal University, 2008, 159 p.
12. Afonin S.M. A structural-parametric model of electroelastic actuator for nano- and microdisplacement of mechatronic system. Ch. 8/Ed. Z. Bartul, J. Trenor. Advances in Nanotechnology, vol. 19. New York: Nova Science Publisher, 2017, pp. 259-284.
13. Afonin S.M. Structural-parametric model of electro- magnetoelastic actuator for nanomechanics. - Actuators, 2018, vol. 7, No. 1, pp. 1-9.
14. Afonin S.M. Structural-parametric model and diagram of a multilayer electromagnetoelastic actuator for nanomechanics. - Actuators, 2019, vol. 8, No 3, pp. 1 — 14.
