Determining eigenforms of piezo actuators used in high-precision microrobots

Abstract

The introduction encompasses the topicality of the research, its scientific novelty, the aim and tasks of the work, its practical value and the approbation in international conferences and seminars. In the first chapter characteristics, constructions, electrode configurations of multidimensional piezoactuators and the influence of excitation zones on the oscillation field are examined; also, scientific piezoactuator research and the related problems are reviewed. In the second chapter the problems of modelling and control of piezoactuators used in high-precision microrobots that arise when applying the finite element method are examined. The results of analytic calculations that prove the changes in a eigen form sequence are supplied. A new definition of domination coefficients is introduced. An improved algorithm for determining rational geometric parameters of piezoactuators for high-precision microrobots is described. In the third chapter the detailed practical examples of applying domination coefficient as well as recommendations and suggestions for modelling the dynamics of piezoactuators in high-precision microrobots are provided. Also, the results of numerical analysis indicating the interdependency of geometric parameters and domination coefficients are discussed. The conclusions on the research performed and results received are provided.

Santraukos įvadiniame skyriuje nagrinėjamas tyrimo aktualumas, formuluojamas darbo tikslas ir uždaviniai, aprašomas mokslinis darbo naujumas, pristatomi autoriaus pranešimai bei publikacijos, disertacijos struktūra. Pirmajame skyriuje nagrinėjamos daugiamačių pjezokeitiklių charakteristikos, konstrukcijos, elektrodų konfigūracijos, žadinimo zonų įtaka virpesių laukui, taip pat apžvelgiami moksliniai pjezokeitiklių tyrimai bei su jais susijusios problemos. Antrajame skyriuje nagrinėjamos precizinių mikrorobotų pjezokeitiklių modeliavimo ir valdymo problemos, kylančios taikant baigtinių elementų metodą. Pateikiami analitiniai skaičiavimų rezultatai, įrodantys savųjų formų sekos pasikeitimus. Taikomas naujas dominavimo koeficientų apibrėžimas. Aprašomas patobulintas precizinių mikrorobotų pjezokeitiklių racionalių geometrinių parametrų nustatymo algoritmas. Trečiajame skyriuje pateikiami detalūs praktiniai dominavimo koeficientų taikymo pavyzdžiai bei rekomendacijos ir siūlymai precizinių mikrorobotų pjezokeitiklių dinamikai modeliuoti. Aptariami skaitinių tyrimų rezultatai, rodantys geometrinių matmenų ir dominavimo koeficientų priklausomybę. Pabaigoje pateikiamos išvados apie atliktus tyrimus ir gautus rezultatus. Pateikiamos trumpos žinios apie autorę.