高壓放大器在介電彈性體驅(qū)動(dòng)器性能測(cè)試中的應(yīng)用

　　實(shí)驗(yàn)名稱：介電彈性體驅(qū)動(dòng)器性能測(cè)試

　　研究方向：為了減輕介電彈性體驅(qū)動(dòng)器中的蝶形遲滯特性與蠕變特性，本文提出了一個(gè)新型針對(duì)帶有蠕變特性的蝶形遲滯隱逆補(bǔ)償輸出反饋控制算法。隱逆補(bǔ)償算法是一種在線去耦機(jī)制，從帶有遲滯和蠕變的臨時(shí)控制信號(hào)中獲取近似的實(shí)際控制信號(hào)。首先，針對(duì)介電彈性體驅(qū)動(dòng)器構(gòu)建了一個(gè)帶有蠕變的蝶形遲滯特性模型。最后，通過(guò)應(yīng)用初始化技術(shù)在自適應(yīng)定律和虛擬控制信號(hào)中設(shè)置初始值，實(shí)現(xiàn)了跟蹤誤差L有界。實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證結(jié)果表明了所提出的控制方案有效。

　　實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?/strong>對(duì)介電彈性體驅(qū)動(dòng)器的性能進(jìn)行測(cè)試，測(cè)試驅(qū)動(dòng)器能否在高壓下達(dá)到理想的效果，為后續(xù)實(shí)驗(yàn)做論證和鋪墊。

　　測(cè)試設(shè)備：介電彈性體薄膜、激光測(cè)距傳感器、傳感器控制器、高壓放大器、電腦等。

　　實(shí)驗(yàn)過(guò)程：基于所制備的介電彈性體驅(qū)動(dòng)器，使用激光位移傳感器、高壓放大器、多功能輸入輸出采集卡等設(shè)備，完成搭建了下圖所示的介電彈性體測(cè)試平臺(tái)。 

圖：介電彈性體測(cè)試平臺(tái)

　　介電彈性體驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)內(nèi)容如下：介電彈性體膜被雙軸4倍預(yù)拉伸并固定在聚甲基丙烯酸甲酷圓形框架上。碳導(dǎo)電油脂印在介電彈性體膜的兩側(cè)，內(nèi)徑40毫米，外徑60毫米。然后將PMMA負(fù)載放置在介電彈性體膜的中心，在該中心沒(méi)有刷碳導(dǎo)電油脂。整個(gè)實(shí)驗(yàn)裝置包括：環(huán)形介電彈性體驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，安裝用于測(cè)量負(fù)載位移的激光位移傳感器，連接到激光傳感器以接收的傳感器監(jiān)視器(LK-G5001P，Keyence)測(cè)量數(shù)據(jù)。高壓放大器將驅(qū)動(dòng)輸入信號(hào)放大1000倍，以及一個(gè)多功能輸入和輸出設(shè)備，用于傳輸和記錄輸入和輸出數(shù)據(jù)。

　　實(shí)驗(yàn)結(jié)果：經(jīng)實(shí)際測(cè)試發(fā)現(xiàn)，當(dāng)正弦驅(qū)動(dòng)電壓幅值高于3kV時(shí)，介電彈性體驅(qū)動(dòng)器形變量比較大，如圖2-3至圖2-5分別展現(xiàn)了在3.5kV，4.0kV和4.5kV的正弦電壓驅(qū)動(dòng)的介電彈性體的形變量比較。通過(guò)激光位移傳感器的測(cè)量，介電彈性體驅(qū)動(dòng)器最大電致形變量已經(jīng)超過(guò)900%。

　　測(cè)試結(jié)果如圖2-3所示。圖2-3(a)為正弦驅(qū)動(dòng)電壓為3.5kV，1Hz條件下的介電彈性體驅(qū)動(dòng)器輸出位移實(shí)驗(yàn)結(jié)果，圖2.3(b)為介電彈性體在該輸入信號(hào)條件下的輸入輸出響應(yīng)。由此，可以看出，介電彈性體在正弦驅(qū)動(dòng)電壓驅(qū)動(dòng)下，體現(xiàn)出了與傳統(tǒng)剛性智能材料驅(qū)動(dòng)器中的單回路遲滯現(xiàn)象不同的雙回路遲滯現(xiàn)象。圖2-4(a)、圖2-5(a)為正弦驅(qū)動(dòng)電壓為4.0kV，IHz和4.5kV，1Hz條件下的介電彈性體驅(qū)動(dòng)器輸出位移實(shí)驗(yàn)結(jié)果，圖2-4(b)和圖2-5(b)為介電彈性體在該輸入信號(hào)條件下的輸入輸出響應(yīng)。由此，可以很明顯地看出，介電彈性體驅(qū)動(dòng)器的蝶形遲滯現(xiàn)象在不同幅值驅(qū)動(dòng)電壓下呈現(xiàn)出了非線性變化。

　　高壓放大器推薦：ATA-7050高壓放大器

圖：ATA-7050高壓放大器指標(biāo)參數(shù)

　　本文實(shí)驗(yàn)素材由西安安泰電子整理發(fā)布。Aigtek已經(jīng)成為在業(yè)界擁有廣泛產(chǎn)品線，且具有相當(dāng)規(guī)模的儀器設(shè)備供應(yīng)商，樣機(jī)都支持免費(fèi)試用。西安安泰電子是專業(yè)從事功率放大器、高壓放大器、功率信號(hào)源、前置微小信號(hào)放大器、高精度電壓源、高精度電流源等電子測(cè)試儀器研發(fā)、生產(chǎn)和銷售的高科技企業(yè)。