Трансформация параметрических структурных схем пьезоактюатора нанонеремещений при продольном пьезоэффекте

摘要

Parametric structural diagrams, structural-parametric model, transfer functions of the piezoactuator of nanodisplays with a longitudinal piezoelectric effect are obtained. The transformation of parametric structural schemes is shown. The structural-parametric model and the parametric structural scheme of the piezoactuator of nanodisplacement with the longitudinal piezoelectric effect based on the wave equation, the Laplace transform, the piezoelectric effect equations are determined. The matrix equation of deformations and transfer functions of the piezoactuator of nanodisplacement are obtained from a system of equations describing its structural-parametric model. The piezoactuator of nanodisplacement under the longitudinal piezoelectric effect is used to compensate for temperature and gravitational deformations in nanotechnology, nanobiology, photonics, power engineering, microelectronics and astronomy. The piezoactuator in the range of displacement up to several micrometers provides the nanometric accuracy of the control system. The influence of geometric and physical parameters, external load on its static and dynamic characteristics is studied. The matrix transferfunction of the piezoactuator of nanodisplacement with the longitudinal piezoelectric effect is obtained. The transfer functions of the piezoactuator of nanodisplacement fixed at one end are determined for an elastic-inertial load, taking into account the load mass, the rigiditys of the elastic element and of the piezoactuator.%В работе получены параметрические структурные схемы, структурно-параметрическая модель и передаточные функции пъезоактюатора наноперемещений при продольном пьезоэффекте. Показана трансформация параметрических структурных схем. Определены структурно-параметрическая модель и параметрическая структурная схема пъезоактюатора наноперемещений при продольном пьезоэффекте на основе волнового уравнения, преобразования Лапласа, уравнений пъезоэффекта. Матричное уравнение деформаций и передаточные функции пъезоактюатора наноперемещений получены из системы уравнений, описываюгцих его структурно-параметрическую модель. Пьезо-актюатор наноперемещений при продольном пьезоэффекте используется для совмещения, компенсации температурных и гравитационных деформаций в нанотехнологии, нанобиологии, фотонике, энергетике, микроэлектронике и астрономии. Пьезоактюатор в диапазоне перемещения до нескольких микрометров обеспечивает панометрическую точность системы управления. Исследовано влияние геометрических и физических параметров, внешней нагрузки на его статические и динамические характеристики. Получена матричная передаточная функция пьезоактюатора наноперемещений при продольном пьезоэффекте. Определены передаточные функции пъезоактюатора наноперемещений, закрепленного одним торцом, при упруго-инерционной нагрузке с учетом массы нагрузки, жесткостей упругого элемента и пьезоактюатора.