MFC壓電纖維片在懸臂梁自適應(yīng)振動主動控制中的具體應(yīng)用
壓電纖維復(fù)合材料 (MFC)是具有超薄性能的壓電促動器及傳感器,它的厚度約為300um,內(nèi)部是由壓電纖維棒組成。它既可作為促動,也可作為傳感。
MFC可作為促動器
MFC作為促動器,它有橫向伸長、收縮、以及45°斜邊伸長三種形變模式,通過將壓電纖維片與金屬薄片粘接,它可帶動金屬片發(fā)生彎曲、扭轉(zhuǎn)等形變。
MFC可作為傳感器
MFC可作為傳感器使用,將MFC粘貼于待測表面,當(dāng)引入形變時,MFC會產(chǎn)生與形變量成比例的電荷。MFC具有高性能、高靈活性及高可靠性,且成本上有較大的優(yōu)勢。
MFC應(yīng)用--懸臂梁變負(fù)載自適應(yīng)振動主動控制
振動問題是制約柔性臂實現(xiàn)高精度和高速度目標(biāo)的一大瓶頸。
以懸臂梁為模型,在末端施加一定負(fù)載,建模分析負(fù)載對其結(jié)構(gòu)參數(shù)的影響。利用振動主動控制的方法,選擇MFC壓電纖維片作為促動器及傳感器。
將一組或多組MFC壓電纖維片粘貼于薄板兩面,在每組中,其中1個或多個MFC纖維片作為促動器,通過芯明天高壓壓電控制器對其施加電壓,建立促動器作用下懸臂梁振動的模態(tài)運動;再由1個或多個MFC壓電纖維片作為傳感器,感應(yīng)懸臂的振動,在有振動存在時,MFC傳感器輸出電荷,再由電荷放大器SmartCharge將電荷進行敏感放大輸出;在感知懸臂振動時,再由高壓壓電控制器對另1個或多個MFC施加電壓,MFC作為促動器,產(chǎn)生與懸臂振動反向的運動,以抵消懸臂的振動。
原理圖:
演示效果圖:
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