无传感器基于模型的位移估计器用于压电驱动器,通过一个实际的三阶段机制

科学领域:

• 材料科学与工程 材料科学与工程
• 机械工程 机械工程
• 电气工程 电气工程

背景情况:

• 压电元件 (PEM) 是各种需要精确运动的应用中的关键组件.
• 精确地测量压电执行器 (PEAs) 的位移是必不可少的,但通常会受到传统传感器的成本和局限性的阻碍.
• 无传感器控制方法正在获得引力,作为间接位移估计的可行替代方案.

研究的目的:

• 开发一种新的,简单的,无传感器的方法来估计带有三级放大机制的压电执行器的位移.
• 验证一种利用电信号 (电压和电流) 来提高位移精度的混合算法.
• 提供一个具有成本效益和适应性的解决方案,用于精确的运动控制在压电执行器系统.

主要方法:

• 开发一种新的无传感器方法,用于采用压电执行器 (PEA) 结合压元件和三级放大系统.
• 使用一个基本的外部电路通过分析电信号来间接测量执行器位移.
• 介绍和实验验证一个混合算法利用压电材料电压和电流测量来估计位移.

主要成果:

• 该研究成功开发并验证了用于压电执行器的简单无传感器控制算法.
• 混合算法通过将电荷 (通过电流) 与机械位移相关联,在位移估计中显示出更高的准确性.
• 使用实验室设置实现了算法的有效性的实验确认.

结论:

• 介绍了一种简单的无传感器控制算法,为未来对压电执行器控制的研究提供了一个有前途的途径.
• 理论模型和无传感器技术的简单性使其在各种压电执行器和放大系统中具有广泛的适用性.
• 这项研究通过使用简单,可适应的估计算法来简化各种执行器的设计,建模和控制策略开发.