ИННОВАЦИИ БИЗНЕСУ

Устройство включает пьезоэлектрический компенсатор 1 (рис.1), подвижную 2 и неподвижную 3 части платформы, элементы 4 упругого демпфирования.

Пьезоэлектрический компенсатор, используемый в качестве исполнительного двигателя, выполнен в виде наборного столбика из пьезокерамических шайб толщиной 0,8 мм, стянутых упругим стержнем. Длина столбика - 130 мм, диапазон управляемых перемещений под действием управляющего напряжением ±30 мкм.

Как объект управления, пьезокомпенсатор представляет собой колебательное звено со слабым внутренним демпфированием.

Подвижная и неподвижная части платформы имеют достаточную механическую жесткость и соединены между собой элементами упругого подвеса, обеспечивающими плоскопараллельное движение частей. Часть неподвижной платформы жестко крепится к существующему в данном электронном микроскопе механизму перемещения предметного столика, приводимому в движение электроприводом или вручную. К подвижной части платформы крепится предметный столик с исследуемым объектом.

При построении систем управления пьезокомпенсаторами (рис.2) используют комбинацию жесткой и гибкой корректирующих обратных связей по выходной координате (перемещению).

Передаточная функция пьезокомпенсатора w₁ в простейшем случае (при отсутствии жестких требований к динамической точности системы) может быть представлена колебательным звеном

w₁ =

где: d - приращение координаты (изменение линейного размера) пьезокомпенсатора;

Е _упр - выходное напряжение управляющего преобразователя;

Т - постоянная времени пьезокомпенсатора;

d - декремент затухания;

К - коэффициент передачи;

Р - оператор преобразования Ла Пласа.

Выбором соответствующих значений коэффициентов К _u, К _n, К _a можно добиться желаемого качества переходных процессов в системе.

При необходимости можно реализовать перемещения, величина которых выходит за границы диапазона управляемых перемещений пьезокомпенсатора. Для получения высокоточного движения следует объединить управление электроприводом данной модели микроскопа и управление пьезокомпенсатором в двухканальную систему управления.

с. 1.

Рис. 1

Конструкция перемещаемой однокоординатной платформы

Рис.2

Структурная схема системы управления пьезокомпенсатором