Стек Piezo

Электрический и характеристики силы пьезоэлектрического сложенного привода

Библиотека

Simscape / Электрический / Электромеханический / Мехатронные Приводы ​

Описание

Блок stack Piezo представляет электрические характеристики и характеристики силы пьезоэлектрического сложенного привода с помощью следующих уравнений:

S=sET+d'ED=dT+εTE

где

  • S является тензором деформации.

  • T является тензором напряжения.

  • E является вектором электрического поля.

  • D является электрическим вектором смещения.

  • sE является эластичной матрицей соответствия, когда подвергнуто постоянному электрическому полю.

  • d является пьезоэлектрической постоянной матрицей.

  • εT является проницаемостью, измеренной в постоянном напряжении.

Примечание

Одномерное поведение сосредоточенного параметра моделей блока, таким образом, S, T, E и D являются всеми скалярными значениями.

Можно задать параметры блоков, которые определяют статическую силу с помощью или параметров таблицы данных или свойств материала, как определено значением параметра Parameterization на вкладке Static Force диалогового окна блока.

Вкладка Dynamic Forces диалогового окна блока позволяет вам включать дополнительную эффективную массу и эффекты затухания механического устройства.

  • Если вы задаете ненулевое значение для параметра Effective mass или конечное значение для параметра Resonant frequency at constant field, блок присоединяет смешанную массу к механическому порту R. Когда вы задаете конечную резонансную частоту, блок вычисляет эффективную массу, чтобы достигнуть правильной резонансной частоты.

  • Если вы задаете ненулевое значение для параметра Damping или конечное значение для параметра Mechanical quality factor, блок добавляет срок затухания через R к портам механического устройства C. Когда вы задаете механическую добротность, Qm, блок вычисляет затухание от этого значения параметров какMk/Qm, где k является жесткостью устройства короткой схемы, или эквивалентно жесткостью в постоянном поле.

Положительное напряжение через электрический + к портам - создает прямое вытеснение, действующее от механического C до портов R.

Предположения и ограничения

Модель не включает гистерезисные эффекты.

Порты

+

Положительный электрический порт

-

Отрицательный электрический порт

C

Механический переводный порт сохранения

R

Механический переводный порт сохранения

Параметры

Статическая сила

Parameterization

Выберите один из следующих методов для статической параметризации силы:

  • Specify from a datasheet — Обеспечьте параметры таблицы данных, которые блок преобразовывает в статические значения силы. Это - метод по умолчанию.

  • Specify material properties — Обеспечьте свойства материала, которые блок преобразовывает в статические значения силы.

Stack area

Площадь поперечного сечения стека. Значением по умолчанию является 100 mm2.

Stack length

Сложите длину, когда никакая загрузка и никакой электрический потенциал не будут применены. Этот параметр только видим, когда вы выбираете Specify from a datasheet для параметра Parameterization. Значением по умолчанию является 36 mm.

No-load displacement at V0 volts

Неограниченное смещение стека, когда напряжение вольт V0 применяется. Этот параметр только видим, когда вы выбираете Specify from a datasheet для параметра Parameterization. Значением по умолчанию является 0.038 mm.

Blocking force at V0 volts

Силе, которую производит стек, когда напряжение вольт V0 применяется и стек, физически препятствуют расшириться. Этот параметр только видим, когда вы выбираете Specify from a datasheet для параметра Parameterization. Значением по умолчанию является 3.8e+03 N.

Test voltage V0

Напряжение раньше определяло смещение без загрузок и блокирующий силу. Этот параметр только видим, когда вы выбираете Specify from a datasheet для параметра Parameterization. Значением по умолчанию является 120 V.

Capacitance

Этот параметр только видим, когда вы выбираете Specify from a datasheet для параметра Parameterization. Значением по умолчанию является 13 uF.

Piezo layer thickness

Толщина каждого слоя в стеке piezo. Этот параметр только видим, когда вы выбираете Specify material properties для параметра Parameterization. Значением по умолчанию является 0.3 mm.

Number of layers

Количество слоев в стеке piezo. Этот параметр только видим, когда вы выбираете Specify material properties для параметра Parameterization. Значением по умолчанию является 50.

Piezoelectric charge constant

Механическая деформация на модульное примененное электрическое поле. Этот параметр только видим, когда вы выбираете Specify material properties для параметра Parameterization. Значением по умолчанию является 5e-10 m/V.

Dielectric constant

Проницаемость или диэлектрическое смещение на модульное электрическое поле, измеренное в постоянном напряжении. Этот параметр только видим, когда вы выбираете Specify material properties для параметра Parameterization. Значением по умолчанию является 2.124e-08 F/m.

Elastic compliance

Деформация, произведенная в пьезоэлектрическом материале на модуль примененного напряжения. Этот параметр только видим, когда вы выбираете Specify material properties для параметра Parameterization. Значением по умолчанию является 1.9e-11 m2/N.

Динамические силы

Parameterization

Выберите один из следующих методов для динамической параметризации силы:

  • Specify from a datasheet — Обеспечьте параметры таблицы данных, которые блок преобразовывает в динамические значения силы. Это - метод по умолчанию.

  • Specify material properties — Обеспечьте свойства материала, которые блок преобразовывает в динамические значения силы.

Resonant frequency at constant field

Частота, на которой привод естественно находит отклик, если механически встревожено у закороченных электрических портов. Этот параметр только видим, когда вы выбираете Specify from a datasheet для параметра Parameterization. Значением по умолчанию является Inf kHz.

Mechanical quality factor

Фактор, который влияет на затухание через R и механические порты C. Этот параметр только видим, когда вы выбираете Specify from a datasheet для параметра Parameterization. Значением по умолчанию является Inf.

Damping

Переводный срок затухания. Этот параметр только видим, когда вы выбираете Specify material properties для параметра Parameterization. Значением по умолчанию является 0 N/(m/s).

Effective mass

Масса, которая аппроксимирует распределенную динамику устройства и заставляет стек резонировать на правильной частоте, когда присоединено к механическому порту R. Эта масса является обычно приблизительно одной третью фактической массы стека. Этот параметр только видим, когда вы выбираете Specify material properties для параметра Parameterization. Значением по умолчанию является 0 g.

Начальные условия

Initial stack deflection

Сложите отклонение в нуле времени. Если у вас есть внешний блок Ideal Translational Motion Sensor, присоединенный через Блок stack Piezo, необходимо использовать тот же начальный параметр отклонения для обоих блоков. Значением по умолчанию является 0 mm.

Initial voltage

Сложите напряжение в нуле времени. Значением по умолчанию является 0 V.

Расширенные возможности

Генерация кода C/C++
Генерация кода C и C++ с помощью MATLAB® Coder™.

Смотрите также

Темы

Представленный в R2008b

Документация Simscape Electrical
Поддержка
Для просмотра документации необходимо авторизоваться на сайте