压电陶瓷促动器和基于压电陶瓷的定位系统的控制

PI压电驱动器和运动控制器提供:

  • 高线性度、长期高稳定性
  • 亚纳米级精度定位
  • 噪声约为. 1 mV (RMS value)
  • 低功耗
  • 用于更高带宽的陷波滤波器
  • 适用于各种压电促动器和压电驱动器的输出电压
  • 实时快速直接指挥模拟接口
  • 短路保护

低噪声和无漂移压电放大器

压电陶瓷促动器的特点包括生成强力和快速响应。在电学术语中,压电元件对应电容.。工作电压的快速变化导致促动器快速位移,从而改变位置。当控制电压突然增大时,压电陶瓷促动器可在几微秒后实现其标称位移。前提是电源提供足够的电流给电容充电。对于稳定状态的操作,即保持一定的位置时,电源的稳定性是至关重要的,因为压电促动器已经通过移动响应最轻微的电压变化。因此,必须尽量避免噪音或漂移.。


用于动态或永久使用的具有能量恢复的开关放大器

存在具有高负荷循环的应用,例如,在材料加工或铣床和切割机工具调整过程中的机械工程。这里采用的促动器具有强力和高动态,且一般具有高电容。至于执行器控制,放大器的能量消耗是重要的。PI提供开关放大器电控,并通过它调制控制信号的脉宽(PWM),从而控制压电电压。这将可以实现超高效率。此外,用于能量回收的专利电路被集成:压电促动器放电时,部分返回能量存储于电容存储器中,并可再次用于下一次充电操作。这节约了高达80%的能量     与传统的D类开关放大器不同,作为压电部件的PI开关放大器实时电压控制。这种专利系统也适用于主动减振。在这里,适应目前所需的动态范围是很重要的。

通过过热保护保护压电促动器

高性能电控可评估压电温度传感器的信号。这保护陶瓷免于过热和过早老化。

应用实例

加速测试
结构分析
材料测试与精密工程
冲击测试
机器检测
主动减振
开关应用
喷射阀控制

无滞后压电控制电荷放大器

电荷控制是基于当施加电荷代替电压时,压电促动器的位移会变得更加线性的原理。在第一种情况下,磁滞仅为使用电压控制时的10-15%的2%。 因此,电荷控制也可用于在没有伺服回路的前提下实现所需精度。这增强了动态,并降低了成本。电荷控制不仅在高动态应用中具有优势,也适用于超低频率的操作。 由于不调整压电促动器的位置漂移,对于需要长时间保持位置的任务,电荷控制不会代替位置控制操作。

应用实例

主动减振
阀门控制(例如,气动)
自适应系统技术
定量
高速机械开关

位置控制:电子控制优化系统性能

闭环位置控制比较目标位置和传感器测量的位置(实际值),并自动补偿压电促动器的非线性性能,例如滞后和漂移。 位置控制是基于压电操作的比例积分控制回路优化。由于系统固有共振导致的边缘效应在影响稳定性以前被抑制,因此一个或多个可调陷波器可大大改善可用带宽和动态。 优化控制算法减少校正时间,以便来自PI的闭环定位系统能够实现低至亚纳米范围的可重复性和10kHz的带宽。


控制器调整/校准

为了优化系统性能,需要关于应用的各种信息,例如,所需的工作频率、尺寸和有效载荷的重量 ,或与压电促动器操作有关的预载的弹簧常数。