Modelowanie charakterystyki pracy siłownika piezoelektrycznego zastosowanego do konstrukcji eliminatora drgań

Materiały piezoelektryczne mają szerokie zastosowanie w wielu dziedzinach nauki i techniki. Wykorzystywane są m.in. jako odbiorniki dźwięku, mikrofony, transformatory, serwomechanizmy i aktuatory. W artykule zaprezentowano metody modelowania charakterystyki pracy siłownika piezoelektrycznego. W pracy takiego aktuatora występuje zjawisko histerezy. Przedstawiono trzy modele teoretyczne opisujące zjawiska histerezy. Zaproponowano adaptację modelu siły tarcia (model Dahla) do odwzorowania histerezy. Przedstawiono ideę budowy modelu opracowaną przez Preisacha i jej rozszerzenie dla przypadku siłownika piezoelektrycznego. Jako trzeci model zaproponowano funkcję wielomianową opisującą histerezę. Prezentowane modele zostały poddane identyfikacji na podstawie badań doświadczalnych.

---

Piezoelectric materials have a wide use in many fields of sciences and techniques. They are used as sound receivers, microphones, transformers, serwomachins and actuators. This article presents methods of modelling of piezoelectric actuator characteristics. Piezoelectric elements exhibit hysteresis behavior. Three models describing phenomenon of hysteresis are introduced. To describe the hysteresis a friction model (Dahl model) was used. The model worked out by Preisach is also introduced as well as its application for modelling the piezo actuator. Third model is a polynomial function which is used to describe the hysteresis. Models were identified on the basis of experimental data.