کد مقاله کد نشریه سال انتشار مقاله انگلیسی نسخه تمام متن
6954034 1451825 2018 11 صفحه PDF دانلود رایگان
عنوان انگلیسی مقاله ISI
External force estimation of a piezo-actuated compliant mechanism based on a fractional order hysteresis model
ترجمه فارسی عنوان
برآورد نیروی خارجی یک مکانیزم سازگار با پیزو مطرح شده بر اساس یک مدل هیسترزیس نظم کسر
کلمات کلیدی
مکانیسم مطابقت، موتور پیزوالکتریک، برآورد نیروی خارجی، غیرخطی هیسترزیس، مدل سفارش مکرر،
ترجمه چکیده
سنجش نیروهای خارجی اعمال شده بر مکانیزم های سازگار با پیزو-فعال، نقش کلیدی در نظارت دولتی، کنترل فرایند و طراحی استراتژی بازخورد در زمینه های مختلف از جمله میکرو / نانوپز، میکرو / نانومنپیولتیشن و میکرو / نانومواد تولید می کند. در این مقاله، یک استراتژی برآورد نیروی با مقایسه جابجایی عملا اندازه گیری شده با یک برآورد آزاد بدون نیروهای خارجی پیشنهاد می شود، زمانی که تحت هر نوع ولتاژ اعمال شده قرار می گیرد. برای پیش بینی دقیق جابجایی آزاد مربوط به ولتاژ محرک، یک مدل سفارش قطعی بهبود یافته پیشنهاد شده است. با استفاده از این مدل، پاسخ سیستم به یک جزء اساسی خطی و یک مولفه غیر خطی هیسترزیزه تجزیه می شود و پس از آن هیسترزیس استخراج شده توسط یک مدل دیفرانسیلی مرتبه تقسیم بندی معمول با استفاده از یک سیگنال ولتاژ اصلاح شده به عنوان ورودی مدل، مولفه تاخیر از ولتاژ اصلی. مطالعه تطبیقی ​​با دو مدل هیسترزیس دیفرانسیل مختلف به صورت آزمایشی بر روی مکانیسم سازگار با نوع پیلسوختی پل انجام شده است که اثربخشی و برتر بودن مدل پیشنهادی را برای مدل سازی پاسخ سیستم و برآورد نیروی خارجی نشان می دهد.
موضوعات مرتبط
مهندسی و علوم پایه مهندسی کامپیوتر پردازش سیگنال
پیش نمایش مقاله
برآورد نیروی خارجی یک مکانیزم سازگار با پیزو مطرح شده بر اساس یک مدل هیسترزیس نظم کسر
چکیده انگلیسی
Sensing of external forces applied on piezo-actuated compliant mechanisms plays a key role in state monitoring, process control and feedback strategy design in a variety of fields, including micro-/nanopositioning, micro-/nanomanipulation, and micro-/nanomanufacturing. In this paper, a force estimation strategy is proposed by comparing the practically measured displacement with the estimated free one without external forces, when subjecting to any given actuation voltages. To have an accurate prediction of the free displacement relating to the actuation voltage, an improved fractional order model is proposed. With this model, the system response is decomposed into a basic linear component and a nonlinear hysteresis component, and the extracted hysteresis is then described by an ordinary fractional order differential model using a modified voltage signal as the model input, which extracts a linear time-delay component from the original voltage. Comparative study with other two differential type hysteresis models are experimentally conducted on a piezo-actuated bridge-type compliant mechanism, demonstrating well the effectiveness and superiority of the proposed model for both system response modeling and external force estimation.
ناشر
Database: Elsevier - ScienceDirect (ساینس دایرکت)
Journal: Mechanical Systems and Signal Processing - Volume 110, 15 September 2018, Pages 296-306
نویسندگان
, , , , ,