非線形項を導入したFEMによる圧電アクチュエータの準静的制御
Quasi-Static Control of Piezoelectric Actuators Using FEM with Nonlinear Terms

Abstract


 圧電アクチュエータをロボットの一部品として使用する場合、 そのクリープ変形や残留変位などの時間依存項の影響が生じる。 本研究では、FEMを用いた圧電アクチュエータ集合体のリアルタイム制御法の開発の一環として、これらの非線形項を考慮した制御アルゴリズムを構築し、 圧電アクチュエータの準静的な制御を実施した。
 実験に基づいてクリープおよび残留変位の経験式を導出し、FEMによる逆解析理論と併用し、アクチュエータの変形を一定に保つ制御アルゴリズムを構築した。アクチュエータを表現する有限要素には非適合四節点要素、逆解析理論には圧電アクチュエータ内の電位分布が線形であることを利用した簡素化逆解析理論を用いている。


The quasi-static control system of piezoelectric actuators by using FEM with nonlinear terms, is proposed in this paper. It is difficult to execute an open-loop control of the actuators because of the creep deformation and residual displacement. The empirical formulae with these nonlinear terms is applied into the inverse analytical program using simplified inverse analysis methodology and noncompatible finite elements.