Piezoelectric Transducers for Vibration Control and Damping

سیستم های مکانیکی انعطاف پذیر در پاسخ به نیروهای محیطی و عملیاتی ارتعاشات نامطلوبی را تجربه می کنند. وجود ارتعاشات می تواند دقت ابزارهای حساس را محدود کند یا باعث خطاهای قابل توجهی در کاربردهایی شود که موقعیت یابی با دقت بالا ضروری است، بنابراین در بسیاری از موقعیت ها کنترل ارتعاشات یک ضرورت است.

مبدل های پیزوالکتریک در تعداد بی شماری مورد استفاده قرار گرفته اند. کاربردهایی مانند حسگرها، محرک ها یا هر دو. هنگامی که تکنیک‌های کنترل ارتعاش غیرفعال سنتی نیازها را برآورده نمی‌کنند، مبدل‌های پیزوالکتریک همراه با کنترل‌کننده‌های بازخورد می‌توانند به طور موثر برای سرکوب ارتعاشات استفاده شوند.

مبدل‌های پیزوالکتریک برای کنترل و میرایی لرزش پیشرفت‌های اخیر را ارائه می‌کند. در سیستم های کنترل ارتعاش که از حسگرها و محرک های پیزوالکتریک تعبیه شده استفاده می کنند. به طور خاص، روش‌های مختلفی را پوشش می‌دهد که در آن‌ها می‌توان سیستم‌های کنترل ارتعاش فعال را برای سازه‌های چند لایه پیزوالکتریک طراحی کرد، و توجه ویژه‌ای به نحوه اجرای چنین سیستم‌های کنترلی در زمان واقعی دارد. متن شامل مثال‌ها و نتایج تجربی متعددی است که از دستگاه‌های در مقیاس آزمایشگاهی به‌دست‌آمده‌اند، با جزئیاتی در مورد چگونگی ساخت تنظیمات مشابه.

ویژگی ها و موضوعات:

• مروری بر پیزوالکتریک.

• مدل سازی سازه های انعطاف پذیر با حسگرها و محرک های پیزوالکتریک تعبیه شده.

• کنترل بازخورد ارتعاش سازه با استفاده از کنترلرهای PPF و رزونانس.

• درمان جامع سیستم های میرایی شنت پیزوالکتریک با استفاده از ابزارهای سیستمی-نظری.

• الگویی برای طراحی فعال با کارایی بالا. شنت های پیزوالکتریک.

• تکنیک های ابتکاری برای مقابله با مشکل هیسترزیس در مبدل های پیزوالکتریک.

• ابزار دقیق برای سنسورها و محرک های پیزوالکتریک.

• کاربردها در اتمی میکروسکوپ تونل زنی نیرو و روبشی.

این کتاب یک متن و مرجع ضروری برای فارغ التحصیلان، محققان و متخصصان شاغل در رشته های مهندسی مکانیک، مهندسی هوافضا و مکاترونیک است، این کتاب منبع مفیدی ویژه برای دانشمندان و مهندسان درگیر در تحقیقات کنترل ارتعاش.

پیشرفت‌ها در کنترل صنعتی با هدف گزارش و تشویق انتقال فناوری در مهندسی کنترل است. توسعه سریع فناوری کنترل بر تمام حوزه های رشته کنترل تأثیر می گذارد. این مجموعه فرصتی را برای محققان فراهم می‌کند تا نمایشگاه گسترده‌ای از کار جدید در تمام جنبه‌های کنترل صنعتی ارائه دهند.

Flexible mechanical systems experience undesirable vibration in response to environmental and operational forces. The very existence of vibrations can limit the accuracy of sensitive instruments or cause significant errors in applications where high-precision positioning is essential so in many situations control of vibrations is a necessity.

Piezoelectric transducers have been used in countless applications as sensors, actuators, or both. When traditional passive vibration control techniques fail to meet requirements, piezoelectric transducers in conjunction with feedback controllers can be used effectively to suppress vibrations.

Piezoelectric Transducers for Vibration Control and Damping presents recent developments in vibration control systems that employ embedded piezoelectric sensors and actuators. In particular, it covers various ways in which active vibration control systems can be designed for piezoelectric laminated structures, paying distinct attention to how such control systems can be implemented in real time. The text contains numerous examples and experimental results obtained from laboratory-scale apparatus, with details of how similar setups can be built.

Features and topics:

• An overview of piezoelectricity.

• Modelling of flexible structures with embedded piezoelectric sensors and actuators.

• Feedback control of structural vibration using PPF and resonant controllers.

• A comprehensive treatment of piezoelectric shunt damping systems using systems-theoretic tools.

• A paradigm for designing active high-performance piezoelectric shunts.

• Innovative techniques to deal with the problem of hysteresis in piezoelectric transducers.

• Instrumentation for piezoelectric sensors and actuators.

• Applications in atomic force and scanning tunneling microscopy.

An essential text and reference for graduates, researchers, and professionals working in mechanical engineering, aerospace engineering and mechatronics disciplines, this book will be a specially useful resource for scientists and engineers engaged in vibration control research.

Advances in Industrial Control aims to report and encourage the transfer of technology in control engineering. The rapid development of control technology has an impact on all areas of the control discipline. The series offers an opportunity for researchers to present an extended exposition of new work in all aspects of industrial control.