автореферат диссертации по машиностроению и машиноведению, 05.02.05, диссертация на тему:Разработка и исследование мехатронного пьезоэлектрического схвата с микропозиционированием и очувствлением

ии345Э764

На правах рукописи

КРУШИНСКИЙ Илья Александрович

РАЗРАБОТКА И ИССЛЕДОВАНИЕ МЕХАТРОННОГО ПЬЕЗОЭЛЕКТРИЧЕСКОГО СХВАТА С МИКРОПОЗИЦИОНИРОВАНИЕМ И ОЧУВСТВЛЕНИЕМ

Специальность 05.02.05 - Роботы, мехатроника и робототехнические системы

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

2 3ЙН9 200Э

Санкт-Петербург - 2008

003459764

Диссертация выполнена в государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Санкт-Петербургский государственный политехнический университет».

Научный руководитель: доктор технических наук, профессор

Смирнов Аркадий Борисович

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор

Тисенко Виктор Николаевич

кандидат технических наук, директор филиала ООО «Фесто-РФ» в Санкт-Петербурге Знаменский Иван Сергеевич

Ведущая организация: ОАО «Реконд»

Защита состоится 27 января 2008 г. в 16 часов на заседании диссертационного Совета Д 212.229.12 при ГОУ ВПО «Санкт-Петербургский государственный политехнический университет» по адресу: 195251, г. Санкт-Петербург, Политехническая 29, 1-й учебный корпус, ауд. 41.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ГОУ ВПО «Санкт-Петербургский государственный политехнический университет».

Автореферат разослан 2 Игш г.

Ученый секретарь диссертационного совета Д 212.229.12

кандидат технических наук, профессор

Евграфов А.Н.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы диссертации. Область микроманипулирования и микроробототехники все еще находится в своей начальной стадии развития, и промышленность сегодня ориентируется на создание микроманипуляторов и сборочных центров, предназначенных для решения конкретных задач.

Существует много типов схватов — электромеханические, гидравлические, пневматические, это схваты для разнообразных применений. Они оснащены различными датчиками и, как правило, специально разработаны под конкретные задачи. Многие из этих схватов имеют большие размеры и массу, что делает их непригодными для использования в составе мини- и микроманипуляторов и мобильных микророботов. Основная мотивация для проведения настоящего исследования состоит в отсутствии микроманипуляционных систем, необходимых для решения широкого спектра задач - от высокоточного монтажа поверхностно-монтируемых электронных компонентов в радиоэлектронике до сборки микромеханических устройств. Для сборки и монтажа микроустройств нужны микроманипуляторы с микрозахватными устройствами, которые могут обеспечить высокую точность и надежность позиционирования малых компонентов.

В данной диссертации исследуются возможности использования систем с пьезоэлектрическими приводами. Они обладают рядом важных достоинств, таких как высокая жесткость, точность, надежность, компактность. Теории пьезоэлектрических приводов посвящено большое число работ, в первую очередь следует отметить работы А. А. Ерофеева, А.Б. Смирнова, В. М. Шарапова, О. В. Даринцева, Р.Г. Джагупова, P.A. Бараускаса, Х.С. Тзоу, Т. Фукуды, С. Фатикова, Р. Банинга. Однако, ввиду ряда причин, пьезоэлектрические приводы пока мало используются в робототехнике. Среди этих причин малое число работ по исследованию систем с пьезоэлектрическими манипуляторами и захватными устройствами, отсутствие методик и технологии изготовления таких устройств, а также систем и алгоритмов управления ими.

Микроманипуляторы с пьезоэлектрическими захватными устройствами не

обладают высокой конструктивной сложностью, принцип действия прост, но трудность представляет отсутствие научно обоснованных методик проектирования пьезоакпоаторов пальцев схватов и построения систем управления. Подробный анализ на математических моделях и на реальных образцах пьезоэлектрических захватных устройств, как показывает литературный обзор, еще не проводился, вследствие чего тема диссертации является актуальной.

Целью работы является разработка и исследование пьезоэлектрического схвата, в котором благодаря изменению управляющего напряжения на пьезоэлектрических пальцах схвата можно реализовать точные перемещения захваченной детали без использования дополнительного привода.

Решение данной задачи основано на идее применения единого привода для осуществления захватывания и точных малых перемещений детали в схвате, что отличает предлагаемый схват от традиционной схемы схватов с раздельными приводами. Такой подход позволяет укоротить кинематические цепи и упростить конструкцию микроманипулятора. Также целью работы является разработка метода очувствления схвата для определения момента фиксации детали в схвате. Особое внимание в работе акцентируется на разработке электронной системы управления для применения схвата в виде мехатронного модуля в стационарной или мобильной мехатронной микроманипуляционной системе. В результате создания данного схвата повысится быстродействие, точность и надежность мехатронной микроманипуляционной системы.

В диссертации поставлены и решены следующие основные задачи:

1. Сбор и анализ материалов по системам микроперемещений с пьезоэлектрическими приводами, обзор методов исследования и анализ существующих математических моделей пьезоактюаторов.

2. Разработка принципов построения и математических моделей пьезоэлектрического схвата с микропозиционированием, создание методик его расчета и анализ работы предложенного схвата в квазистатическом и динамическом режимах.

3. Определение грузоподъемности схвата и аналитическое описание механики схвата с зажатой деталью.

4. Разработка макета и проведение экспериментальных исследований для проверки математических моделей.

5. Определение гистерезисной, динамической и температурной погрешностей пьезоэлектрического схвата.

6. Разработка метода очувствления схвата путем использования пальцев схвата в режиме датчика наличия детали в схвате.

7. Разработка алгоритмов управления схватом.

8. Разработка мехатронного модуля, включающего схват и электронную систему управления схватом.

9. Оптимизация массогабаритных характеристик системы управления напряжением питания схвата для возможности его применения в мобильных микромани-пуляционных системах.

Методы исследования. Кинематические, силовые и динамические параметры схвата исследовались с использованием методов сопротивления материалов, теории колебаний, физики упругих пьезоэлектрических сред. Для проверки теоретических положений математической модели применялся натурный эксперимент. Вследствие того, что на миниатюрном схвате сложно установить датчики для экспериментального исследования работы схвата в составе меха-тронной системы, для контроля микроперемещений использовался телеви-зионно-микроскопический комплекс МБС-10 и телеуправление.

При построении графиков использовался пакет MathCAD 2003. Для проведения частотного анализа использовалось математическое моделирование при помощи программы Cosmos пакета SolidWorks. При разработке программы системы управления использован язык программирования С в среде IAR Emmbedded Workbench.

Научная новизна диссертации заключается в следующем:

1. Получено уточненное решение дифференциального уравнения линии прогиба пьезоэлектрического биморфа пальца схвата.

2. Разработана математическая модель распределенной эквивалентной нагрузки, обеспечивающая большую точность расчета линии прогиба свободного пальца

схвата, чем методика постоянного эквивалентного момента.

3. Получены формулы для расчета силы зажима детали, грузоподъемности и допустимого ускорения движения схвата с деталью, а также формула для расчета перемещения при микропозиционирования детали в схвате.

4. Показано, что эффективным способом частотного очувствления схвата является разделение цепей привода и датчика, когда один из пальцев схвата служит источником сигнала и приводом, а второй - датчиком и включен в измерительную цепь.

5. Доказано, что термодрейф не влияет на точность микропозиционирования в поперечном направлении, но оказывает влияние на силу, развиваемой пальцем схвата.

Практическая ценность работы:

1. Предложены и обоснованы методики расчета пьезоэлектрического захватного устройства.

2. Разработан действующий макет пьезоэлектрического схвата.

3. Оптимизирована электронная система управления охватом для использования его в стационарных и встраиваемых мобильных системах.

4. Разработан и исследован высоковольтный оптический ЦАП для цифрового управления пьезоэлектрическим биморфным актюатором пальца схвата.

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы докладывались на научно-технических конференциях СПбГПУ в 2006 и 2007 г., на семинарах кафедры «Автоматы» и в ЦНИИРТК, а также в ЛЕНЭКСПО на международной научно-технической выставке "Мехатроника и Робототехника" (МиР-2008). По результатам диссертационной работы опубликовано 11 печатных работ.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, списка литературы и приложений. В объем диссертация входят: основной текст на 162 страницах, 160 рисунков на 80 страницах, 14 таблиц на 8 страницах и список литературы из 224 наименований.

КРАТКОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во Введении обоснована актуальность темы диссертации, определена область исследования, сформулирована цель и задачи исследования, показаны научная новизна работы и ее практическое значение, дан обзор содержания диссертации по главам.

Первая глава посвящена анализу известных принципов построения мини и микрозахватных пьезоэлектрических устройств. Приведен обзор литературы по проектированию и расчету схватов, указаны существующие их классификации. Сделан обзор публикаций и патентов по пьезоэлектрическим схватам с указанием их технических характеристик. Составлена классификация известных конструкций пьезоэлектрических схватов. Дана оценка преимуществ и недостатков использования пьезоэлектрических актюаторов в составе схвата. Выявлено, что известные двухпальцевые схваты с пьезоэлектрическим приводом выполняют только функции захвата и удержания детали, не исследовано микропозиционирование детали в схвате и пальцы схвата не являются частью системы очувствления.

Выполнен обзор мехатронных систем точного позиционирования и показаны области применения пьезоэлектрических схватов. Приведены характеристики систем точного позиционирования и описание системы управления пьезоэлектрическим приводом на примере системы управления струйным принтером.

В последней части первой главы сделан аналитический обзор методов исследований на основе научных публикаций и диссертаций, связанных с темой данной диссертации. Диссертаций по пьезоэлектрическим схватам не было выявлено, но было проанализировано большое число работ, посвященных изучению пьезоэлектрических актюаторов для систем микроперемещений. Исходя из нерешенных научных проблем, относящихся к теме диссертации, сформулированы отдельные задачи данной работы.

Вторая глава посвящена разработке и исследованию математических моделей

двухпальцевого пьезоэлектрического схвата. Рассматриваются два режима работы схвата - квазистатический и динамический. В квазистатике посредством математической модели пальца схвата определяются величины прогиба по различным методикам и сила, создаваемая им в зависимости от напряжения питания. Данная модель включает в себя следующие формулы:

- постоянный эквивалентный момент: M3{Ei) = b-^--Ei-hj; (1)

sn

3 й2

- радиус кривизны: R(U) =---—; (2)

2 d2l-U

- угол поворота сечения: 0(x,í) = arcsin^j, хе[0;!]; (3)

Q

- решение уравнения прогиба: f(^,6>) = .K-(l-cos0) = 2-.K-sin2-; (4)

- эквивалентная распределенная нагрузка: q3(U) = 2 ^ ^; (5)

L s„

- прогиб от эквивалентной нагрузки: 4(U,x)~--—

е-х2 Ь-хг х4>)

—r+ñj- (6)

I2 - А2

Обозначения в формулах (1) - (6): с131 - пьезоэлектрический модуль, Кл/Н; 4' -податливость пьезокерамики, Па'1; V- электрическое напряжение, В; Ез - напряженность электрического поля, В/м; кр - половина толщины пальца схвата, м; к — толщина пальца схвата, м; Ь - длина пальца схвата, м; Ъ - ширина пальца, м.

Отличие модели прогиба пальца схвата для эквивалентной распределенной нагрузки от метода эквивалентного момента в том, что кривизна прогиба биморфа пальца схвата считается непостоянной величиной.

Решение уравнения прогиба пальца схвата найдено в параметрическом виде в полярной системе координат при условии постоянной кривизны. Расхождение метода эквивалентного момента и данного решения не превышает 8 % при длине биморфа меньшей, чем радиус кривизны.

Далее в этой главе построены линии прогиба пальца схвата для различных методик расчета и различных значений внешней блокирующей силы РЬь приложенной на его конце со стороны детали. Далее в квазистатике разработана математическая модель схвата с зажатой в нем деталью, и определены величины силы сжатия детали, микропозиционирования и грузоподъемности схвата. Расчетная

схема для данной модели показана на рис. 1.

Рис.1 Расчетная схема зажатия детали Данная модель включает в себя следующие формулы:

3 с?,,-/,2

Обозначения на рис. 1: ^ и ^ -деформации противоположных пальцев схвата для напряжений [// и С/г соответственно, м; А^ -величина микропозиционирования, м; М - расстояние между пальцами, м; Бы - блокирующая сила, Н; N - размер детали, м.

- величина микропозиционирования:

(8)

- разность прогибов Д - разность между прогибом свободного пальца схвата при данном напряжении и действительным прогибом пальца схвата при зажатии де-

тали, рассчитывается по формуле: - сила сжатия детали:

д= -

^ =*.Д;

(9)

(10)

2 • ц-Г

- допустимая масса детали в зависимости от ускорения: , а) =--—2—. (11)

Кд-(я+а)

Обозначения в формулах (8) - (11): а — ускорение движения, м/с2; § - ускорение свободного падения, м/с2; Кд - коэффициент динамичности; ц — коэффициент трения пальцев схвата и детали; к - коэффициент жесткости пальца схвата, н/м.

В динамическом режиме определены частоты механического резонанса схвата и сделана оценка возможности применения электрического резонанса для очувствления схвата. С целью изучения амплитудно-частотных характеристик пьезоэлектрического схвата предложена электромеханическая модель пальца схвата в виде эквивалентной схемы замещения (рис.2).

■0 к

i

■0

Рис. 2. Эквивалентная схема замещения пальца схвата Данная модель включает в себя следующие формулы:

- уравнение вынужденных колебаний: + ysum + = cos(<y • t); (12)

£ -к

-частное решение уравнения (12) для частоты резонанса: #(0 = —-—-sinco0t; (13)

Г—

К -(у2

- амплитуда колебаний пальца схвата: , " . . ; (14)

L 2 2 \2 © -®0

. 4 A(w)-hl

- ЭДС пальца схвата в режиме датчика: U{m) = ——-——2—K.TruNS. (15)

J Uj | ' J-i

Обозначения в формулах (16) - (19): - величина прогиба пальца схвата при напряжении U, м; ms - приведенная масса биморфов пальцев схвата и детали, кг; 7sum - коэффициент внутренних потерь пьезоэлектрического биморфа, кг/с; -амплитудное значение перемещения пальцев схвата при напряжении Umx, м; Юо -резонансная частота, рад"1 ; t - время, с; Qd - механическая добротность пьезокерамики; Ktrans - коэффициент чувствительности датчика, определяемый экспериментально; С0 - статическая емкость биморфа, Ф.

В рамках данной модели были изучены случаи колебаний свободных пальцев схвата, колебаний пальца схвата под действием внешней силы, схвата с деталью при синхронном колебании двух пальцев схвата, и схвата с деталью при колебаниях только одного из пальцев схвата. Найдены смещения и величины АЧХ пальцев схвата для данных случаев.

Далее во второй главе для дорезонансной области частот разработана математическая модель разомкнутой системы цифрового управления микропозициони-

рованием пальца схвата (рис.3), она представлена уравнением:

+ ^ + = (16) где Б— сила, создаваемая пальцем схвата на одну единицу цифрового кода; п -это цифровой код коэффициента усиления К ; И о - любая возможная постоянная сила действующая на схват.

0.05 Время,с

0.1

4(р)

ГУ + 2Л> + 1

Рис. 3 Переходная характеристика и структурная схема системы управления микропозиционированием пальца схвата, путем регулировки напряжения питания

В конце второй главы рассмотрена проблема термодрейфа. Установлено, что коэффициент теплового расширения не влияет на величину поперечного перемещения концов пальцев схвата.

В третьей главе разработаны алгоритмы управления пьезоэлектрическим схватом в составе робототехнической двухкоординатной системы: 1) захват и удержание детали; 2) микропозиционирование и очувствление схвата по напряжению питания; 3) отпускание детали; 4) частотное очувствление захватного устройства. Далее в данной главе осуществлена разработка системы цифрового управления напряжением питания для мехатронного модуля пьезоэлектрического схвата в составе стационарной, мобильной или переносной робототехнической системы, она включает в себя решение следующих задач:

- обзор существующих преобразователей напряжения и разработка компактного высоковольного малопотребляющего преобразователя напряжения питания;

- обзор известных видов ЦАП и разработка высоковольтного ЦАП для управления уровнем напряжения на схвате;

- анализ возможных способов использования пальцев схвата в качестве датчи-

11

ка;

- разработка архитектуры и схемотехники системы управления схватом: выбор микроконтроллера, интеграция системы питания и ЦАП с микроконтроллером, сопряжение МК с ЭВМ верхнего уровня, (рис.4).

Разработанная автором система управления состоит из компактного преобразователя напряжения на основе Step-Up конвертера, микроконтроллера MSP430F1121A, переходника USB-RS232 для связи с ПК и четырех высоковольтных оптических ЦАП, включенных по мостовой схеме для управления питанием на пальцах схвата. Экспериментально исследован разработанный автором оптический ЦАП и написана программа на языке С для микроконтроллера MSP430F1121 А, являющегося ядром системы управления.

Четвертая глава посвящена экспериментальному исследованию пьезоэлектрического схвата. Был изготовлен макет схвата и экспериментальный стенд для определения характеристик схвата и проверки математических моделей (рис. 5).

В данной главе приведено описание результатов экспериментов, а сравнение с результатами расчетов по математическим моделям производится во второй главе.

Рис. 5 Пьезоэлектрический схват и блок-схема экспериментального стенда

В рамках экспериментального исследования пьезоэлектрического схвата были проведены три группы экспериментов:

1. Квазистатический режим работы схвата: а) захват детали; б) микропозиционирование; в) измерение силы создаваемой пальцем схвата; г) определение величины прогиба и гистерезиса пьезоприводов пальцев схвата.

2. Динамический режим работы схвата: а) определение амплитудно-частотной характеристики (АЧХ) свободного пальца схвата; б) АЧХ схвата при наличии зажатой детали в схвате; в) АЧХ схвата, находящегося под действием внешней силы.

3. Эксперименты по очувствлению схвата: а) включение схвата в цепь автогенератора; б) использование пальца-датчика для приема сигнала прямоугольной формы; в) определение резонансной частоты пальца датчика в схвате без детали; г) снятие АЧХ датчика схвата с деталью; д) использование пальца привода в качестве датчика; е) включение датчика режиме пьезотрансформатора.

На рис. 6 показано сравнение теоретических и экспериментальных АЧХ пальца привода для частотного очувствления схвата. При захвате детали амплитуда колебаний уменьшается, и резонанс смещается в сторону понижения частоты. Один из неожиданных результатов исследования был получен в экспериментах по исследованию частотных характеристик схвата: на АЧХ пальца привода обнаружен локальный минимум в точке резонанса пальца датчика (рис. 6, график 4). Объяснение данного эффекта приведено в диссертации.

Чзствта, Гц

Рис.6 Сравнение теории и экспериментальных данных: 1 и 2 - расчетные графики; 3 и 4 - графики, полученные по результатам эксперимента

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Проведенные в диссертации теоретические и экспериментальные исследования позволили получить следующие основные результаты:

1. Решена актуальная научно-техническая задача, состоящая в разработке принципов построения конструкций мини- и микрозахватных пьезоэлектрических устройств без дополнительного привода микроперемещений с лучшими массогабаритными и точностными характеристиками по сравнению с известными схватами.

2. Разработаны математические модели, позволяющие определить перемещения свободного пальца схвата, силу сжатия и грузоподъемность схвата, а также перемещение при микропозиционировании детали в квазистатическом режиме. Предложена методика расчета пьезоэлектрического схвата с микропозиционированием. Результаты расчетов по математическим моделям подтверждены экспериментально.

3. Адаптирована и получила дальнейшее развитие электромеханическая модель пьезоактюатора в применении к схвату, позволяющая получать расчетные АЧХ для различных случаев колебаний пальцев схвата с деталью и без нее. Показано, что при захватывании детали амплитуда вынужденных колебаний уменьшается в 4 раза и резонанс смещается в сторону понижения частоты, что предложено использовать для частотного очувствления схвата. Согласно данной модели разработана методика расчета ЭДС пальца датчика в зависимости от частоты колеба-

ний и экспериментальный способ определения коэффициента чувствительности датчика.

4. Разработан макет и экспериментально исследованы статические и динамические характеристики схвата, а также различные способы использования пальцев схвата в качестве датчика наличия детали в схвате. Показано, что наиболее эффективным способом очувствления схвата без специальных датчиков является разделение цепей привода и датчика, когда один из пальцев схвата является источником сигнала и приводом, а второй выполняет функцию датчика и включен в измерительную цепь.

5. Экспериментально показано, что при зажатии детали и последующем микроперемещении петля гистерезиса уменьшается в 4 раза.

6. На основе полученных математических моделей разработаны алгоритмы управления пьезоэлектрическим схватом, реализующие захватывание, манипулирование, микропозиционирование детали и частотное очувствление схвата.

7. Предложена архитектура и схемотехника системы цифрового управлении схватом в дорезонсном режиме. Система оптимизирована для управления пьезосхватом в мобильных системах и беспроводных устройствах с автономным питанием.

8. Для управления напряжением на выходе системы питания использован разработанный автором высоковольтный оптический ЦАП. Найден способ его включения, при котором характеристика преобразования становится линейной и аналогичной монотонному ЦАП.

ПУБЛИКАЦИИ АВТОРА ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1. Крушинский И.А, Бойцов А.Ю., Смирнов А.Б. Пьезоэлектрические приводы для микророботов. // Актуальные проблемы защиты и безопасности: Труды Девятой Всероссийской научно-практической конференции. Т.5. Экстремальная робототехника. - СПб.: 2006. - С. 525-531.

2. Крушинский И.А., Смирнов А.Б. Анализ приводов для мобильных микро и мини робототехнических систем. // Материалы семинаров политехнического симпозиума: Молодые ученые - промышленности Северо-Западного региона. -СПб: 2005.-С. 106-107.

3. Крушинский И.А., Смирнов А.Б. Пьезоэлектрическое захватное устройство

с видео управлением. // Материалы конференций политехнического симпозиума: Молодые ученые - промышленности Северо-Западного региона. - СПб: 2006. -С. 126-127.

4. Крушинский И.А. Микропозиционная система на основе пьезоэлектрического схвата. // Материалы конференций политехнического симпозиума: Молодые ученые - промышленности Северо-Западного региона. - СПб: 2006. - С. 96-97.

5. Крушинский И.А. Мехатронный модуль пьезоэлектрического схвата с микропозиционированием. // Материалы Всероссийского форума студентов, аспирантов и молодых ученых: Наука и инновации в технических университетах. -СПб: 2007. - С. 24-25.

6. Крушинский И.А., Пол и щук М.Н., Смирнов. А.Б. Исследование пьезоэлектрического схвата с микропозиционированием. // Актуальные проблемы защиты и безопасности: Труды Десятой Всероссийской научно-практической конференции. Т.5. Экстремальная робототехника. - СПб: 2007 г. -С. 393-400.

7. Волков А.Н., Жавнер B.JI., Крушинский И.А., Смирнов А.Б., Смородов A.B., Смородов. П.В. Управление техническими системами. Лабораторный практикум по мехатронным системам: Учеб. пособие. — СПб.: Изд-во Политехи, ун-та, 2008.-118 с.

8. Крушинский И.А., Смирнов А.Б. Микроконтроллерное управление пьезоэлектрическим захватным устройством //XXXVI неделя науки СПбГПУ: Материалы всероссийской научно-технической конференции студентов и аспирантов. Ч-Ш. - СПб: изд-во СПбГПУ. - 2008. - С. 4-5.

9. Крушинский И.А., Уланов В.Н., Смирнов. А.Б. Исследование пьезоэлектрического схвата с очувствлением. Труды 19-й Всероссийской научно-практической конференции с международным участием. Экстремальная робототехника. - СПб: 2008 - С. 409-415.

10. Крушинский. И.А. Высоковольтный оптический ЦАП с USB-интерфейсом для управления пьезоэлектрическим схватом. Журнал "Вестник Электроники", №2 (19)-2008.-С. 8-11.

11. Крушинский H.A. Моделирование миниатюрного захватного устройства с пьезоприводом. //Научно-технические ведомости СПбГПУ. - СПб: издание СПбГПУ; №4 (63). - 2008. - С. 126-132. (Журнал из списка ВАК)

Лицензия ЛР № 020593 от 07.08.97

Подписано в печать 23.12.2008. Формат 60x84/16. Усл. печ. л. 1,0. Уч.-изд. л. 1,0. Тираж 100. Заказ 271.

Отпечатано с готового оригинал-макета, предоставленного автором, в типографии Издательства Политехнического университета. 195251, Санкт-Петербург, Политехническая ул., 29.

ВВЕДЕНИЕ.

Глава 1 АНАЛИЗ ПРИНЦИПОВ ПОСТРОЕНИЯ МИНИ И МИКРОЗАХВАТНЫХ ПЬЕЗОЭЛЕКТРИЧЕСКИХ УСТРОЙСТВ.

1.1 Аналитический обзор литературы по пьезоэлектрическим схватам и их классификация.

1.2 Преимущества и недостатки пьезоэлектрического привода пальцев схвата.

1.3 Анализ манипуляционных систем точного позиционирования.

1.4 Обзор методов исследований пьезоэлектрических микроустройств и постановка задач диссертации.

1.5 Выводы по главе 1.

Глава 2 РАЗРАБОТКА И ИССЛЕДОВАНИЕ МАТЕМАТИЧЕСКИХ МОДЕЛЕЙ ПЬЕЗОЭЛЕКТРИЧЕСКОГО СХВАТА.

2.1 Квазистатический режим работы пьезоэлектрического схвата.

2.1.1 Методика постоянного эквивалентного момента.

2.1.2 Уточненное решение дифференциального уравнения упругой линии биморфа пальца схвата.

2.1.3 Методика эквивалентной распределенной нагрузки.

2.1.4 Расчет силы на конце пальца схвата.

2.1.5 Сравнительный анализ методов расчета упругой линии пальца схвата при зажиме детали.

2.1.6 Математическая модель микропозиционирования детали с помощью схвата.

2.1.7 Определение грузоподъемности схвата.

2.2 Динамический режим работы пьезоэлектрического схвата.

2.2.1 Расчет собственной частоты механических колебаний пальцев схвата с деталью и без нее.

2.2.2 Оценка применимости электрического резонанса для очувствления схвата.

2.2.3 Электромеханическая модель пьезоэлектрического схвата.

2.2.3.1 Уравнение вынужденных колебаний свободного пальца схвата и синхронных колебаний пальцев схвата с деталью.

2.2.3.2 Расчет амплитуды и частоты колебаний пальца схвата под действием внешней силы.

2.2.3.3 Расчет величины ЭДС, создаваемой схватом при его работе в режиме датчика механических колебаний.

2.2.4 Цифровое управление схватом в дорезонансной области частот.

2.3 Оценка температурной погрешности микропозиционирования.

2.4 Выводы по главе 2.

Глава 3 РАЗРАБОТКА ЭЛЕКТРОННОЙ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ ПЬЕЗОЭЛЕКТРИЧЕСКИМ СХВАТОМ.

3.1 Алгоритмы управления пьезоэлектрическим схватом мехатронной манипуляционной системы.

3.2 Микроконтроллерное управление пьезоэлектрическим схватом.

3.3 Программа микроконтроллера MSP430F1121А для управления схватом.

3.4 Цифровое управление напряжением питания схвата.

3.5 Оптимизация массогабаритных параметров системы питания.

3.6 Анализ вариантов очувствления пьезоэлектрического схвата.

3.7 Результаты и выводы главы 3.

Глава 4 ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ПЬЕЗОЭЛЕКТРИЧЕСКОГО СХВАТА.

4.1 Макет пьезоэлектрического схвата и испытательный стенд для проведения экспериментов.

4.2 Экспериментальное исследование захватывания детали.

4.3 Экспериментальное определение силы, развиваемой пальцем схвата.

4.4 Экспериментальное исследование микропозиционирования детали с помощью схвата и.

4.5 Экспериментальное определение величин прогибов пальцев схвата и погрешности микропозиционирования.

4.6 Экспериментальное исследование частотных характеристик пьезоэлектрического схвата.

4.6.1 Определение амплитудно-частотной характеристики схвата без детали.

4.6.2 Определение амплитудно-частотных характеристик схвата с деталью.

4.6.3 Определение амплитудно-частотной характеристики пальца схвата под действием внешней силы.

4.7 Экспериментальное исследование вариантов очувствления схвата.

4.8 Выводы по главе 4.

Актуальность темы диссертации. Область микроманипулирования и микро робототехники все еще находится в своей начальной стадии развития, и промышленность сегодня ориентируется на создание микроманипуляторов и сборочных центров, предназначенных для решения конкретных задач.

Существует много типов схватов - электромеханические, гидравлические, пневматические схваты для разнообразных применений. Они оснащены различными датчиками и, как правило, специально разработаны под конкретные задачи. Многие из этих схватов имеют большие размеры и массу, что делает их непригодными для использования в составе микроманипуляторов и мобильных микророботов. Основная мотивация для проведения настоящего исследования состоит в отсутствии микроманипуляционных систем, необходимых для решения широкого спектра задач - от высокоточного монтажа микрокомпонентов в радиоэлектронике до сборки микромеханических устройств.

Идея создания микромашин не нова, но именно сегодня в связи с успехами в области миниатюризации компьютерных и механических компонентов она стала реальной.

Для сборки и монтажа микроустройств нужны микроманипуляторы и микрозахватные устройства, которые могут обеспечить высокую точность и надежность позиционирования малых компонентов. Проблема разработки мехатронных систем микроперемещений имеет важное хозяйственное значение, так как позволяет создавать новые автоматические устройства в областях микроробототехники, микробиологии и микроэлектроники.

Системы с пьезоэлектрическими приводами обладают рядом важных достоинств, таких как: высокая жесткость, точность, надежность, компактность. Однако, ввиду ряда причин, они пока мало используются в робототехнике. Среди этих причин малое число работ по исследованию систем с пьезоэлектрическими манипуляторами и захватными устройствами, отсутствие методик и технологии изготовления таких устройств, а также систем и алгоритмов управления.

Несмотря на то, что микроманипуляторы с пьезоэлектрическими захватными устройствами не обладают высокой конструктивной сложностью, трудность представляет отсутствие математического аппарата, обеспечивающего управление пьезоактюаторами пальцев схватов. Подробный анализ пьезоэлектрических захватных устройств, как показывает литературный обзор еще не проводился, вследствие чего тема диссертации является актуальной.

Целью работы является разработка пьезоэлектрического схвата, в котором благодаря изменению управляющего напряжения на пьезоэлектрических пальцах схвата, можно реализовать точные перемещения захваченной детали без использования дополнительного привода. Решение данной задачи основано на идее использования единого привода для осуществления захвата и точного позиционирования детали в схвате, что отличает предлагаемый схват от традиционной схемы схвата с раздельными приводами. Такой подход позволяет укоротить кинематические цепи и упростить конструкцию микроманипулятора. Особое внимание в работе акцентируется на разработке электронной системы управления для применения схвата в виде мехатронного модуля в стационарной или мобильной мехатрон-ной микроманипуляционной системе.

В диссертации поставлены и решены следующие основные задачи:

1. Сбор и анализ материалов по системам микроперемещений с пьезоэлектрическими приводами, обзор методов исследования и анализ существующих математических моделей пьезоактюаторов.

2. Разработка принципов построения и математических моделей пьезоэлектрического схвата с микропозиционированием, создание методик его расчета и анализ работы предложенного схвата в квазистатическом и динамическом режимах.

3. Определение грузоподъемности схвата и аналитическое описание поведения схвата с зажатой деталью.

4. Разработка макета и проведение экспериментальных исследований для верификации математических моделей.

5. Определение гистерезисной, динамической и температурной погрешностей пьезоэлектрического схвата.

6. Разработка метода очувствления схвата путем использования пальцев схвата в режиме датчика.

7. Разработка алгоритмов управления схватом.

8. Разработка мехатронного модуля, включающего схват и электронную систему управления схватом.

9. Оптимизация массогабаритных характеристик системы управления напряжением питания схвата для применения в мобильных микроманипуляционных системах.

Объект исследования - двухпальцевый пьезоэлектрический схват с микропозиционированием и очувствлением.

Методы исследования. Кинематические, силовые и динамические параметры схвата исследовались с использованием методов сопротивления материалов, теории колебаний, физики упругих пьезоэлектрических сред.

Для проверки теоретических положений математической модели применялся натурный эксдеримент. В следствии того, что на миниатюрном схвате сложно установить датчики для экспериментального исследования работы схвата в составе мехатронной системы для контроля микроперемещений использовался телевизи-онно-микроскопический комплекс МБС-10 и телеуправление.

При построении графиков использовался пакет MathCad 2003. Для проведения частотного анализа применялось математическое моделирование при помощи программы Cosmos пакета SolidWorks. При разработке программы системы управления использован язык программирования С в среде IAR Emmbedded Workbench.

Научная новизна диссертации заключается в следующем:

1. Получено уточненное решение дифференциального уравнения линии прогиба пьезоэлектрического биморфа пальца схвата.

2. Разработана математическая модель распределенной эквивалентной нагрузки, обеспечивающая большую точность расчета линии прогиба свободного пальца схвата, чем методика постоянного эквивалентного момента. Максимальная ошибка расчетной линии прогиба на участке от места закрепления до точки контакта с деталью уменьшилась в 3 раза.

3. Предложены формулы для расчета силы зажима детали, грузоподъемности и допустимого ускорения движения схвата с деталью, а также формула для расчета величины микропозиционирования детали в схвате.

4. Показано, что эффективным способом частотного очувствления схвата является разделение цепей привода и датчика, когда один из пальцев схвата служит источником сигнала и приводом, а второй - датчиком и включен в измерительную цепь.

5. Доказано, что термодрейф не влияет на точность микропозиционирования в поперечном направлении, но оказывает влияние на величину силы, развиваемой пальцем схвата.

6. Разработаны алгоритмы управления схватом в составе мехатронной манипуля-ционной системы.

Личный вклад автора. Диссертационная работа выполнена автором самостоятельно, и ее основные результаты представлены в 11 научных публикациях. При использовании результатов исследований других авторов указаны литературные источники. Практическая ценность работы:

1. Предложены методики расчета пьезоэлектрического захватного устройства.

2. Разработан действующий макет пьезоэлектрического схвата.

3. Оптимизирована электронная система управления схватом для использования его в стационарных и встраиваемых мобильных системах.

4. Разработан и исследован высоковольтный оптический ЦАП для цифрового управления пьезоэлектрическим биморфным актюатором пальца схвата.

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы докладывались на научно-технических конференциях СПбГПУ в 2006 и 2007 г., на семинарах кафедры «Автоматы» и в ЦНИИРТК, а также в ЛЕНЭКСПО на международной научно-технической выставке "Мехатроника и Робототехника" (МиР-2008). По результатам диссертационной работы опубликовано 11 печатных работ.

Структура и краткое содержание диссертации. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, списка литературы и приложений. В объем диссертации входят: основной текст на 162 страницах, 160 рисунков на 80 страницах, 14 таблиц на 8 страницах и список литературы из 224 наименований.

4.8 Выводы по главе 4

1. Для надежного захвата детали на пальцы схвата следует подавать питающее напряжение с запасом 5-10 %, развивая усилие большее, чем необходимо для простого удержания детали заданных размеров и массы. Данная мера обеспечивает учет вибраций детали при зажиме в схвате. После захвата детали напряжение питания можно понизить до уровня удержания детали в схвате.

2. Сила, создаваемая биморфом, линейно зависит от приложенного напряжения, при уровне напряжения до значения деполяризации ( < 200 В). Аналогична зависимость для перемещения конца пальца схвата. Линия прогиб пальца схвата нелинейна и кривизна ее возрастает с напряжением.

3. При зажатии детали и последующем микропозиционировании петля гистерезиса уменьшается в 4 раза, что подтверждает идею о его компенсации. В случаях простого позиционирования свободного пальца схвата гистерезисная петля создает 20 % погрешность. Диапазон микропозиционирования уменьшается при увеличении силы зажима детали в схвате.

4. При зажатии детали в схвате в случаях, когда колеблется один или оба пальца схвата в одной фазе, частота резонанса смещается в сторону низких частот по сравнению с колебаниями свободного пальца схвата, и амплитуда механических колебаний значительно сокращается. Если пальцы схвата при зажатой детали колеблются в противофазе, то никаких механических колебаний не наблюдается. Под воздействием постоянной внешней силы частота резонанса смещается в сторону повышения.

5. При очувствлении схвата и включении одного из его пальцев в цепь автогенератора схема не реагирует ни на внешнюю силу, ни на зажатие детали. Колебания и частота электрических колебаний не меняется, изменение частоты колебаний генератора наблюдается только при прикосновении к микросхвату рукой и объясняется изменением электрической емкости биморфа за счет добавления ёмкости человеческой кожи, следовательно в таком режиме схват может использоваться в качестве датчика прикосновений.

6. Эффективным способом очувствления схвата является разделение цепей привода и датчика, когда один из пальцев схвата является источником сигнала и приводом, а второй является датчиком и включен в измерительную цепь. Резонанс пьезоэлектрического датчика соответствует максимуму колебаний амплитуды пальца датчика и является причиной минимума на графике АЧХ для пальца привода схвата, вызывая подавление вибраций на данной частоте. На частоте резонанса датчик особенно активно поглощает механическую энергию и преобразует ее в электрический заряд. Амплитуда механических колебаний и величина ЭДС от датчика при зажатии детали уменьшаются, и максимум ЭДС датчика смещается в сторону низкой частоты вслед за резонансом пальца привода.

7. Измерение величины силы тока в цепи привода на низкочастотном механическом резонансе с целью очувствления не обнаружило изменений, кроме помех.

8. Включение пальца схвата в режиме пьезотрансформатора показало, что при увеличении силы сжатия биморфа пальца схвата коэффициент передачи возрастает. Данный эффект был получен при работе с деталями, имеющими массы много больше масс типовых радиокомпонентов, а для малых масс данный подход уступает по чувствительности схеме с разделением цепей.

228

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Проведенные в диссертации теоретические и экспериментальные исследования позволили получить следующие основные результаты:

1. Решена актуальная научно-техническая задача, заключающаяся в разработке принципов построения конструкций мини- и микрозахватных пьезоэлектрических устройств без дополнительного привода позиционирования с лучшими массогаба-ритными и точностными характеристиками по сравнению с известными схватами.

2. Разработаны математические модели, позволяющие определить величину прогиба свободного пальца схвата, силу сжатия и грузоподъемность схвата, а также величину микропозиционирования детали в квазистатическом режиме. Предложена методика расчета пьезоэлектрического схвата с микропозиционированием. Результаты расчетов по математическим моделям подтверждены экспериментально.

3. Адаптирована и получила дальнейшее развитие электромеханическая модель пьезоактюатора в применении к схвату, позволяющая получать расчетные АЧХ для различных случаев колебаний пальцев схвата с деталью и без нее. Показано, что при захвате детали амплитуда вынужденных колебаний уменьшается в 4 раза и резонанс смещается в сторону понижения частоты, что предложено использовать для частотного очувствления схвата. Согласно данной модели разработана методика расчета ЭДС пальца датчика в зависимости от частоты колебаний и экспериментальный способ определения коэффициента чувствительности датчика.

4. Разработан макет и экспериментально исследованы статические и динамические характеристики схвата, а также различные способы использования пальцев схвата в качестве датчика наличия детали в схвате. Показано, что наиболее эффективным способом очувствления схвата без внешних датчиков является разделение цепей привода и датчика, когда один из пальцев схвата является источником сигнала и приводом, а второй является датчиком и включен в измерительную цепь.

5. Экспериментально показано, что при зажатии детали и последующем микропозиционировании петля гистерезиса уменьшается в 4 раза.

6. На основе полученных математических моделей разработаны алгоритмы управления пьезоэлектрическим схватом, реализующие захват, манипулирование, микропозиционирование детали и частотное очувствление схвата.

7. Предложена архитектура и схемотехника системы цифрового управлении схватом в дорезонсном режиме. Система оптимизирована для управления пьезосхва-том в мобильных системах и беспроводных устройствах с автономным питанием.

8. Для управления напряжением на выходе системы питания использован разработанный автором высоковольтный оптический ЦАП. Найден способ его включения, при котором характеристика преобразования становится линейной и аналогичной монотонному ЦАП.

ПУБЛИКАЦИИ АВТОРА ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1. Крушинский И.А, Бойцов А.Ю., Смирнов А.Б. Пьезоэлектрические приводы для микророботов. // Актуальные проблемы защиты и безопасности: Труды Девятой Всероссийской научно-практической конференции. Т.5. Экстремальная робототехника. - СПб.: 2006. - С.525-531.

2. Крушинский И.А., Смирнов А.Б. Анализ приводов для мобильных микро и мини робототехнических систем. // Материалы семинаров политехнического симпозиума: Молодые ученые - промышленности Северо-Западного региона. - СПб: 2005. - С.106-107.

3. Крушинский И.А., Смирнов А.Б. Пьезоэлектрическое захватное устройство с видео управлением. // Материалы конференций политехнического симпозиума: Молодые ученые - промышленности Северо-Западного региона. - СПб: 2006. -С. 126-127.

4. Крушинский И.А. Микропозиционная система на основе пьезоэлектрического схвата. // Материалы конференций политехнического симпозиума: Молодые ученые - промышленности Северо-Западного региона. - СПб: 2006. - С.96-97.

5. Крушинский И.А. Мехатронный модуль пьезоэлектрического схвата с микропозиционированием. // Материалы Всероссийского форума студентов, аспирантов и молодых ученых: Наука и инновации в технических университетах. -СПб: 2007. - С.24-25.

6. Крушинский И.А., Полищук М.Н., Смирнов. А.Б. Исследование пьезоэлектрического схвата с микропозиционированием. // Актуальные проблемы защиты и безопасности: Труды Десятой Всероссийской научно-практической конференции. Т.5. Экстремальная робототехника. - СПб: 2007 г. - С.393-400.

7. Волков А.Н., Жавнер В.Л., Крушинский И.А., Смирнов А.Б., Смородов A.B., Смородов. П.В. Управление техническими системами. Лабораторный практикум по мехатронным системам: Учеб. пособие. - СПб.: Изд-во Политехи, ун-та,

2008.- 118 с.

8. Крушинский И,А., Смирнов АД». Микроконтроллерное управление пьезоэлектрическим захватным устройством //XXXVI неделя науки СПбГПУ: Материалы всероссийской научно-технической конференции студентов и аспирантов. Ч-III. - СПб: изд-во СПбГПУ. - 2008. - С.4-5.

9. Крушинский И.А., Уланов В.Н., Смирнов. А.Б. Исследование пьезоэлектрического схвата с очувствлением. Труды 19-й всероссийской научно-практической конференции с международным участием. Экстремальная робототехника. - СПб: 2008 - С.409-415.

10. Крушинский. И.А. Высоковольтный оптический ЦАП с USB-интерфейсом для управления пьезоэлектрическим схватом. Журнал "Вестник Электроники", №2 (19) — 2008. — С.8-11.

11. Крушинский И.А. Моделирование миниатюрного захватного устройства с пьезоприводом. //Научно-технические ведомости СПбГПУ. - СПб: издание СПбГПУ; №4 (63). - 2008. - С. 126-132.

232

1. А. с. СССР № 1166057, МКИ G 05 В11/01. Устройство управления пьезоэлектрическим двигателем / Иванов Е. А., Лукичев А. Ю., Сазонов A.A., Трубников В.Ю., Дмитриев A.C. Опубл. 18.07.85. Бюл. № 25.

2. Востриков А.С, Французова Г.А. Теория автоматического регулирования: Учеб. пособие для вузов. М.: Высш. шк., 2004. - 365 е.: ил.

3. Андреев Г.И., Смирнов С.А., Тихомиров В.А. В помощь написания диссертации и рефератов: основы научной работы и оформление результатов научной деятельности: Учеб. пособие. М.: Финансы и статистика, 2004. -272 е.: ил.

4. Аннаби М.Х. Приближенный метод расчета погрешностей отработки роботами программных траекторий: Автореферат диссертации на соискание ученой степени канд. техн. наук. : 05.02.05. -СПб., 2003. -19 с.

5. Анурьев В.И. Справочник конструктора-машиностроителя: в 3-х т. / В.И. Анурьев; под ред. И.Н. Жестковой. 8-е изд., перераб. и доп. - М.: Машиностроение, 2001.

6. Балкаров О.М., Маношкин Ю.В. Световые отклоняющие устройства на пьезокерамике.// Изв. вузов. Приборостроение. 1972. - т.16.- №9,- С.112-115.

7. Бараускас P.A. и др. Расчет биморфных пьезокерамических элементов. //Вибротехника. 1983. Вып 46 №2 С 118-127.

8. Биргер И. А., Мавлютов Р. Р. Сопротивление материалов: Учебное пособие. М.: Наука. Гл. ред. физ.-мат. лит., 1986. - 560 с.

9. Бугров Я.С., Никольский С. М. Дифференциальные уравнения. Кратные интегралы. Ряды. Функции комплексного переменного. -М.: Наука, 1981.

10. Бюриков И. Выбор микроконтроллера: MSP430 с флэш-памятью. Журнал "Компоненты и Технологии", №5. 2002.

11. Миронов. В. Л. Основы сканирующей зондовой микроскопии. М.: Техносфера, 2004. 144 с.

12. Воловнч Г. И. Схемотехника аналоговых и аналого-цифровых электронных устройств. М.: Издательский дом "Додека-XXI", 2005. - 528 с.

13. Детали и механизмы роботов: Основы расчета, конструирования и технологии производства. Учебное пособие. Под редакцией д. т. н. проф. Б.Б.Самотокина. К.: Выща шк., 1990.

14. Джагупов Р.Г., Ерофеев A.A. Пьезоэлектронные устройства вычислительной техники, систем контроля и управления: Справочник. СПб.: Политехника. 1994. -608 с.

15. Джагупов Р.Г., Ерофеев A.A. Пьезокерамические элементы в приборостроении и автоматики. JT.: Машиностроение, 1986. - 256 с.

16. Дмитриев A.C., Е.А. Иванов, А.Ю.Лукичев, В. Ю. Трубников. Устройства управления пьезоэлектрическими двигателями. //Прецензионные электроприводы и датчики малых перемещений: Материалы научно- технического семинара. Л.: ЛДНТП, 1990. - 84 с.

17. Булыгина Е. В., Макарчук В. В., Панфилов Ю. В., Оя Д. Р., Шахнов В. А. Наноразмерные структуры: классификация, формирование и исследование: Учебное пособие для Вузов. М.: САЙНС-ПРЕСС, 2006. - 80 е.: ил.

18. Ерофеев A.A., Поплевкин Т.А., Бойцов C.B. Микроманипуляторы с коррекцией пьезоэлектрического гистерезиса. //Прецензионные электроприводы и датчики малых перемещений: Материалы научно- технического семинара. Л.: ЛДНТП, 1990. - 84 с.

19. Желудков В. Н. О расчете некоторых упругих элементов приборов. Изв. вузов СССР "Приборостроение", №5, 1964.

20. Жуков С. О пьезокерамике и перспективах ее применения. Журнал "Компоненты и Технологии", №1. 2001.

21. Каллаев С.Н., Гаджиев Г.Г., Камилов И.К., Омаров З.М., Садыков С.А., Резниченко Л.А. Теплофизические свойства сегнетокерамики на основе

22. ЦТС. Физика твердого тела., том 48, вып. 6. - 2006.

23. Кандидов В.П., Чесноков С.С., Выслоух В. А. Метод конечных элементов в задачах динамики. М.: Изд-во Моск. ун-та, 1980. - 165 с.

24. Козырев Ю.Г. Промышленные роботы: Справочник. 2-е изд., перераб. и доп. -М.: Машиностроение, 1998. - 392 с.

25. Кухлинг X. Справочник по физике: Пер. с нем. М.: Мир, 1983. - 520 е., ил.

26. Лен к. Д. 500 практических схем на популярных ИС: Пер. с англ. М.: ДМК Пресс, 2001.-448 е.: ил.

27. Ляпунов А. М. Общая задача об устойчивости движения. М.: Гостехиздат, 1950.

28. Магнитные и диэлектрические приборы. /Под ред. Г. В. Катца. 4.1; М. -Л., изд-во "Энергия", 1964 г.

29. Мещеряков В. Безинерционная САДП с оптронным модулятором. Радиолюбитель №2, 2000.

30. Миронов В.Л. Основы сканирующей зондовой микроскопии. М: Техносфера, 2004 г. 144 с.

31. Никитин В. А. Книга начинающего радиолюбителя. М.: Патриот, 1991. -464 е., ил.

32. Ноф. Ш. Справочник по промышленной робототехнике. 1989. - Т.1. - М.: Машиностроение. - 480 с.

33. Даринцев О. В., Мунасыпов Р. А., Ильясов Б. Г., Кусимов С. Т. Мобильный пьезоэлектрический микросборочный робот. Журнал "Мехатрони-ка" № 6. 2001.

34. Образцов А., Образцов С. Схемотехника DC/DC преобразователей. Журнал "Современная электроника", № 3. 2005.

35. Патент RU 2172239. Пьезоэлектрический манипулятор. / Ильясов Б. Г. и др, опубл. 20.08.2001

36. Патент RU 2261170. Микросхват с силовым очувствлением. /Даринцев О. В., Мигранов А. Б., опубл. 27.09.2005

37. Полупроводниковые приборы: Диоды, тиристоры, оптоэлектронпыеприборы. Справочник/ А.В Баюков, А.Б. Гитцевич, A.A. Зайцев и др; Под общ. ред. H.H. Горюнова. 2-е изд., перераб. - М.: Энергоатомиздат, 1984. -744 е., ил.

38. Пономарев Б.Б. Механика манипуляционных устройств. Методическое пособие по выполнению курсового проекта. Иркутск: ИрГТУ. - 2002.

39. Попов Е. П. Теория и расчет гибких упругих стержней. М.: Наука., 1986. -296 с.

40. Попов. В. Д. Исследование гистерезиса биморфных деформируемых зеркал. ООО "Турн".

41. Прочность, устойчивость, колебания. //Под. ред. Биргера И. А. Справочник в трех томах. Т. 1 М.: Машиностроение. 1968. - 832 с.

42. Прочность, устойчивость, колебания. //Под. ред. Биргера И. А. Справочник в трех томах. Т. 2 М.: Машиностроение. 1968. - 464 с.

43. Прочность, устойчивость, колебания. //Под/ред. Биргера И. А. Справочник в трех томах. Т. 3 М.: Машиностроение. 1968. - 568 с.

44. Пушкарев О. "Первый шаг" шагового двигателя. Журнал "Современная электроника", № 1. 2004.

45. Валиахметов P.P., Звездин В.В., Заморский В.В. Модель привода точной подстройки на основе пьезоэлектрического элемента. SciTech, № 13, КамПИ -2003.

46. Домаркас В. И., Кажис Р. -И. Ю. Контрольно-измерительные пьезоэлектрические преобразователи. Вильнюс, Изд. «Минтис». 1974. 258 с.

47. Семейство микроконтроллеров MSP430. Рекомендации по применению: Пер. с англ. М.: Серия "Библиотека Компэла". 2006. - 128 с.

48. Семенов Б.Ю. Микроконтроллеры MSP430: первое знакомство. М.: СО-ЛОН-ПРЕСС серия "Библиотека инженера". ЗАО "Компел", 2005. - 544 с.

49. СкучикЕ. Простые и сложные колебательные системы. М.: Мир, 1970. -557 с.

50. Смирнов А.Б. Мехатроника и робототехника. Системы микроперемещений с пьезоэлектрическими приводами: Учеб. пособие. СПб: Изд-во СПбГПУ, 2003. 160 с.

51. Смирнов А.Б. Основы теории и проектирования мехатронных систем микроперемещений с пьезоэлектрическими приводами. Дисс. докт. техн. наук: 05.02.05. СПб.: СПбГПУ, 2004.-321 с.

52. Сопротивление материалов. / Под общ. ред. Г.С. Писаренко.- Киев: Вища школа. 1979. 696 с.

53. Сопротивление материалов с основами теории упругости и пластичности. Учебник под ред. Г. С. Варданяна М., Издательство АСВ, 1995. - 568 с. с илл.

54. Справочник металлиста. Том 2. / Под. ред. С. А. Чернавского. М.: Маш-гиз, 1958.-974 с.

55. Справочник по высшей математике. //М. Я. Выгодский. М.: ACT: Аст-рель, 2006. - 991, 1. е.: ил.

56. Справочник по гидроакустике. // А. П. Евтютов, А. Е. Колесников, Е. А. Корепин и др. 2-е изд., перераб. и доп. - Л.: Судостроение, 1988. - 552 с, ил.

57. Стрелков С.П. Введение в теорию колебаний. М.: Наука, 1964. - 344с.

58. Тимошенко С. П. Сопротивление материалов. Элементарная теория и задачи. Т. 1. Изд-во «Наука». Москва 1965.

59. Тимошенко С.П., Войновский-Кригер С. Пластинки и оболочки. М.:1. Наука, 1966.-636 с.

60. Физическая акустика / Под ред. У. Мезона.- Т.1; ч. А. М.: Мир, 1966. -592 с.

61. Хоровиц П., Хилл. У. Исскуство схемотехники: В 2-х т. Т. 2. Пер. с англ. -М.: Мир, 1986.-590 е., ил.

62. Челпанов И. Б., Колпашников С. Н. Схваты промышленных роботов. Л.: Машиностроение. 4-40 Ленингр. отд-ние, 1989. - 287 е.: ил.

63. Шарапов В.М., Мусиенко М.П., Шарапова Е.В. Пьезоэлектрические датчики/ Под ред. В. М. Шарапова. М.: Техносфера, 2006. - 632 с.

64. Шустов М. А. Практическая схемотехника: Контроль и защита источников питания. Книга 4. М.: Издательский дом "Додека-ХХ1", 2007. - 190 с.

65. Эллиптические функции и задачи изгиба тонких стержней и пластин ДО. В. Захаров, К. Г. Охоткин // Вестн. КрасГУ. Красноярск: КрасГУ, 2004. - №3. — С44-52.

66. A. Ramadan, К. Tnoue, Т. Arai, Т. Takubo,!. Hatta. "Micro-Nano Two-Fingered Hybrid Manipulator Hand." MHS'07 International Symposium on Mi-cro-NanoMechatronics and Human Science. 11-14 Nov. 2007. pp.32-37.

67. A. Ramadan, K. Inoue, T. Arai, T. Takubo. "New Hybrid Two-Fingered Micro-Nano Manipulator Hand: Optimization and Design." International Conference on Mechatronics and Automation. 5-8 Aug. 2007. pp.2524-2529.

68. De Luca, "Decoupling and Feedback Linerization of Robots with Mixed Rigid/Flexible Joint Robots", Proc.of IEEE International Conference on Robotics & Automation, 1996.

69. Langevin. "Utilisation de l'effect piezoelectique", Presses Universitaires de France, Paris, 1942.

70. Mukherjee, A. Saha Chaudhuri. "Piezolaminated beams with large deformations," International Journal of Solids and Structures. №39 (2002) pp. 4567^1582

71. Ogasawara, M. Sasaki, A. Ooishi, "Positioning Control of a Self-Sensing Micro

72. PVDF Actuator", Trans, of the JSME, Vol. 64, 1998. pp.204-210

73. A.Bergandev, J.-M. Breguet, R. Perez, R. Clavel. "PZT based Manipulators for Cell Biology." Proceedings of IEEE International Symposium on Micromecha-tronics and Human Shience. 2001.

74. Adam Grant Cox. "Analysis of power and lift for a hovering piezoelectrically actuated flapping wing micro-aerial vehicle." Ph.D., Mechanical Engeneering, Vanderbilt University, 2003.

75. AFM рисует терабитовую память. Экспресс-биллютень "ПерсТ": том 6, выпуск 15/23, дек. 1999 г.

76. A1 Mohammad Farhan Janaideh. "Hysteresis modelling and experimental verifications of piezoelectric ceramics based actuators." M.A.Sc., Concordia University. Canada. 2004.

77. Albut A., Zhou Q., del Corral C., Kofvo H. N., "Development of Flexible Force-Controlled Piezo-Bimorph Microgripping System", Proceedings of 2nd VDE World Micro technologies Congress, MICRO.tec 2003, Munich, Germany, pp. 507-512, October 13-15, 2003.

78. Bayu Jayawardhana, Hartmut Logemann, Eugene P. Ryan. "PID control of second-order systems with hysteresis." Proceedings of the 46th IEEE Conference on Decision and Control New Orleans, LA, USA, Dec. 12-14, 2007

79. Buckland M. Programming game AI by example. Wordware Publishing, Inc. — 2005.

80. Clevy, A. Hubert, J. Agnus and N. Chaillet. "A micromanipulation cell including a tool changer." Journal of Micromechanics and Microengineering, vol.15, 2005. pp.292-301.

81. Guirgea. "Precise motion with piezoelectric actuator." M.A.Sc., University of At-tawa (Canada). 2002.

82. Wei. "Simultaneous optimization of smart structures." Ph. D., Michigan Technological University, Michigan 2004.

83. Yat Kuan Chee. "Static shape control of laminated composite plate smart structures using piezoelectric actuators", Ph.D. thesis. University of Sydney. Aeronautical Engineering. Sydney, 2006.

84. Chih-Hsiang Yang, Kuo-Ming Chang. "Adaptive Neural Network Control for Piezoelectric Hysteresis Compensation in a Position System", Proc. of IEEE International on Industrial Electronic, 9-12 July 2006, Montreal, Canada.

85. Chun-Yi Su, Oingqing Wang, Xinkai Chen, Subhash Rakheja. "Adaptive Variable Structure Control of a Class of Nonlinear System with Unknown Prandtl-Ishlinskii Hysteresis," IEEE Transaction on Automatic Control, vol. 50, no. 12, Dec. 2005.

86. Cruz-Hernandez JM, Hayward V., "On the linear compensation of hysteresis", Proceedings of 36th IEEE Conference on Decision and Control. San Diego, CA; December 1997, pl956-1957

87. Petrovic , E. Chatzitheodoridis, G. Popovic, G. Haddad, W. Brenner, A. Vu-janic. "Development of a Micromanipulation System for Special Applications in Handling of Microeomponents." ASDAM '98, 2nd International Conference on

88. Advanced Semiconductor Devices and Microsystems, Smolenice Castle, Slovakia, 5-7 Oct. 1998.

89. Ruffieux, M.A. Dubois, N.F. de Rooij. "AN ALN PIEZOELECTRIC MICRO-ACTUATOR ARRAY." MEMS 2000. The Thirteenth Annual International Conference on Micro Electro Mechanical System. 23-27 Jan 2000 pp.662-667.

90. D. S Bristow. "Iterative learning control for precision motion control of micro-scale and nanoscale tracking systems." Ph.D., University of Illinois at Urbana-Champaign, 2007.

91. Digital Logic: Pocked Data Book. Texas Instruments Inc. 2006.

92. Boucherl, G. Sebald, D. Guyomar and E. Pleska. "Piezoceramic coefficient hysteresis under high stress and electric field." Proceedings of the 13th IEEE International Symposium on Application of Ferroelectrics, 28 May 1 June 2002., pp.49-52.

93. Esprit Project No. 33915. MINIMAN: Miniaturised Robot for MicroManipulation. University of Karlsruhe, Institute for Process Control and Robotics, Karlsruhe, Germany. - 2002.

94. Pigache, B. Lemaire-Semail, F. Giraud, A. Bouscayrol. "Control of a piezoelectric actuator for adjustable brake in haptic device." European Conference on Power Electronics and Application, 11-14 Sept. 2005.

95. Preisach, "On magnetic aftereffect", Zeitschrift fur Physiks, Vol. 94 (1935), p277-302

96. Gnad, R. Kasper. "VHDL-AMS Model of Piezoelectric Actuators for Simulations in Mechatronics and in Power Electronics." EUROCON 2007, The International Conference on "Computer as a Tool", Warsaw, Sept. 9-12, 2007.

97. Li, N. Xi, M. Yu, W. K. Fung. "3-D Nanomanipulation Using Atomic Force Microscopy. "Proceedings of the 2003 IEEE loternationd Conference on Robotics & Automation. Tsipei, Taiwan, September 14-19,2003.

98. C. Liaw, B. Shirinzadeh, J. Smith, G. Alici. "Motion Tracking Control of Piezo

99. Driven Flexure-Based Mechanism based on Sliding Mode Strategy" 2007 IEEE/ASME International conference on Advansed Intellegent mechatronics, Zurich. 4-7 Sept. 2007.

100. Kawai, "The piezoelectricity of Poly (Vinylidene Fluoride)." Jpn. J Appl. Phys., Vol. 8, 1969, pp. 975-967.

101. M. Saoulli Georgiou. "Modeling of piezoelectric actuators for high precision applications." Ph.D., University of Toronto, Canada. 2005.

102. H. Miyamoto, M. Kawato, T. Setoyama and R. Suzuki. "Feedback Error Learning Neural Network for Trajectory Control of a Robotic Manipulator." Neural Networks, Vol. 1, No. 3, 1989, pp.251-265.

103. H. S. Tzou, R. V. Howard. "A piezothermoelastic thin shell theory applied to active structures." Journal of Vibration and Acoustics. Vol. 116, 1994. pp. 17-34.

104. H. S. Tzou. "Development of a Light-Weight Robot End-Effector Using Polymeric Piezoelectric Bimorph," Proc. of the 1989 IEEE International Conference on Robotics and Automation, Scottsdale, AZ, 1989.

105. H. S. Tzou., C. I. Tseng. "Distributed Piezoelectric Sensor/Actuator Design for Dynamic Measurement/Control of Distributed Parameter System: A Piezoelectric Finite Approach." Journal of Sound and Vibration, Vol. 138(1). 1990. pp. 17-34.

106. Han J. M. T. A. Adriaens, Willem L. de Koning, R. Banning. "Modeling Piezoelectric Actuators." IEEE/ASME Transactions on Mechatronics, Vol. 5, No. 4, Dec. 2000.

107. Han YAO. "Adaptive Neural Networks Control for Unknown Flexible Joint Robots and Piezoelectric Actuators", Ph.D. thesis, Concordia University, Montreal, Canada, 2006.

108. Helen M. S. Georgiou, Ridha Ben Mrad,"Electromechanical Modeling of Pie-zoceramic Actuators for Dynamic Loading Applications," Transactions of the ASME, Journal of Dynamic Systems, Measurement, and Control, SEPTEMBER 2006, Vol. 128, pp. 35-43

109. High Voltage DAC DevKit. News Release from Goal Semiconductor, Montreal, Canada, December 15, 2004.

110. Ho-Jun Lee. "Finite Element Analysis of Active and Sensory Thermopiezoelec-tric Composite Materials." Glenn Resaerch Center, Cleveland, Ohio. NASA /TM -2001-210892.

111. Hu Zhaoli. "Analyses and application of piezoelrctric actuator in decoupled vibratory feeding", Ph.D. Dissertation, The Ohio State University, Ohio 2005.

112. IEEE Standard on Piezoelectricity. ANSI/IEEE Std 176-1987

113. Agnus, P. De Lit, C Clevy, N. Chaillet. Description and Performances of a Four-Degrees-of-Freedom Piezoelectric Gripper. Proceedings of the 5-th IEEE International Symposium on Assembly and Task Planning. Besangon, France *July 10-1 1,2003

114. G. Ziegler and N. B. Nichols, "Optimum Setting for Automatic Controllers." Trans. ASME, Vol. 64, 1942, pp. 759-768.

115. Li. "Design and development of a piezoelectric linear actuator for smart structures." M.A.Sc., Concordia University. Canada. 2004.

116. R. Martinez Ortiz. "Application of piezoelectric actuators for vibration reduction in the F-15." Ph.D., The University of Dayton, 2001.

117. J. Tzen, S. Jeng and W. Chieng, "Modeling of piezoelectric actuator for compensation and controller design", J. Precision Engineering, Vol. 27(2003), p70-86

118. J. U. Kim and Y. Renardy, "Boundary control of the Timoshenko beam," SIAM J. Control and Optimization, vol. 25, pp. 1417-1429, 1987

119. J. Wang, S. Guo. "Development of a Precision Parallel Micro-mechanism for Nano Tele-operation." IEEE/ICME International Conference on Complex Medical Engineering. 2007.

120. J. Zheng, M. Fu. "Nonlinear Tracking Control for Dual-Stage Actuator Systems." Proceedings of the 2007 American Control Conference, Marriott Marquis Hotel at Times Square, New York City, USA, July 11-13, 2007.

121. J.-H. Xu, " Syntesis of HOO-Optimal Robust Regulator for Linear Systems", Ph.D. Dissertation at Swiss Federal Institute of Technology (ETH), Zurich, 1989.

122. J.-H. Xu, "Neural Network Control of a Piezo Tool Positioner". Canadian Conference on Electrical and Computer Engineering, vol. 1, 14-17 Sep. 1993, pp. 333 -336.

123. J.M.T.A. Adriaend, W.L. de Koning, and R. Banning. "Design and Modeling of a Piezo-Actuated Mechanism Positioning". Proceedings of the 36th Conference on Decision & Control, San Diego, California USA, Dec. 1997.

124. J.M.T.A. Adriaend, W.L. de Koning, R. Banning. "Design and Modeling of a Piezo-Actuated Positioning Mechanism." Proc. of the 36th Conference of Deci-sion&Control, San Diego, California USA, Dec. 1997.

125. J.M.T.A. Adriaend, W.L. de Koning, R. Banning. "Modeling Piezoelectric Actuators". IEEE/ASME TRANSACTIONS ON MECHATRONICS, VOL. 5, NO. 4, DEC. 2000.

126. Jeffrey J. Dosch, Danial J.Inman and Ephrahim Garcia, "A Self-Sensing Piezoelectric Actuator For Collocated Control", J. Intell. Mater. Syst. Struct., Vol. 3, 1992.

127. JinHyoung Oh, and Dennis S. Bernstein, "Semilinear Duhem Model for Rate-Independent and Rate-Dependent Hysteresis," IEEE Transaction on Automatic Control, vol. 50, May 2005.

128. K. Leang. "Iterative learning control of hysteresis in piezo-based nano-positioners: Theory and application in atomic force microscopes." Ph.D., University of Washington, 2004.

129. K. S. Narendra and K. Parthasarathy, "Identification and Control of Dynamical Systems Using Neural Networks", IEEE Trans, on Neural Networks, Vol. 1, 1990, pp.4-27.

130. K. Santa, S. Fatikov. "Development of a Neural Controller for Motion Control of a Piezoelectric Three-Legged Micromanipulation Robot", Proc.of IEEE International Conference on Intelligent Robots and Systems, Oct. 1998, Victoria, Canada.

131. K. Tani. "Friction Models for a Mobile Machine Using Piezo Vibration." AMC'96-MIE. Proceedings of the 4th International Workshop on Adwanced Motion Control, 18-21 Marth 1996. pp.717-722.

132. Kam K. Leang. "Iterative Learning Control of Hysteresis in Piezo-based Nano-positioners: Theory and Application in Atomic Force Microscopes", Ph.D. thesis. University of Washington. Mechanical Engineering. Washington. 2004.

133. D. Jones. "A comparasion of observer-based approaches for self-sensing piezoelectric actuators", Ph.D. thesis, Vanderbilt University, Mechanical Engineering. Tennessee, 1997.

134. Ma, W. Rong, L. Sun. "A Novel Piezo-driven Nanopositioning Mechanism for Precise Manipulating." Proceedings of the 2nd IEEE International Conference on Nano/Micro Engineered and Molecular Systems. January 16 19,2007, Bangkok, Thailand.

135. L. Qin, M. Li, L. Sun, J. Ji. "A Novel Macro/Micro Dual Driving Miniature

136. Mobile Robot for Precision Manipulation." Proceedings of the IEEE International Conference on Mechatronics & Automation, Niagara Falls, Canada, July 2005.

137. Brokate, J. Sprekels, Hysteresis and Phase Transitions, Springer, New York, 1996.

138. Krstic, A. A. Siranosian, A. Balogh, B.-Z. Guo. "Control of Strings and Flexible Beams by Backstepping Boundary Control." Proceedings of the 2007 American Control Conference, Marriott Marquis Hotel at Times Square, New York City, USA, July 11-13,2007

139. M. Salah, M. Mclntyre, D. Dawson, J. Wagner. "Robust Tracking Control for a Piezoelectric Actuator." Proceedings of the 2007 American Control Conference, Marriott Marquis Hotel at Times Square, New York City, USA, July 11-13, 2007.

140. M. Sasaki and M. Okugawa "Motion Control of a Piezopolymer Bimorph Flexible Micro actuator." Journal of Robotics and Mechatronics, Vol. 7, No. 6, 1995, pp. 467 473.

141. M. Sasaki, A. Ogasawara, M. Kawafuku. "Identification and Control of a Non' Minimum Phase Flexible Dynamical System Using Neural Networks", Proc.of

142. EE International Conference on Systems, Man, and Cybernetics. Volume 2, 1114 Oct. 1998. pp. 166-185

143. M. Sitti, D. Campolo, J. Yan, R.S. Fearing, T. Su, D. Taylor. Development of PZT and PZN-PT based unimorph actuators for micromechanical flapping structures. IEEE Int. Conf. on Robotics and Automation, Seoul, Korea, May 2001

144. M. Song, T. Kang, K. J. Yoorr, Y. J. Lee, S. K. Sung. "Controller Design for Piezo Devices." International Conference on Control , Automation and Systems 2007 in COEX. Seoul, Korea. Oct. 17-20, 2007.

145. MC34063 A/D. Motorola, Inc. 1996.

146. Metin Sitti. "Piezoelectrically Actuated Four-Bar Mechanism with Two Flexible Links for Micromechanical Flying Insect Thorax," IEEE/ASME transactions on mechatronics, vol. 8, no. 1, March 2003

147. MSP430 IAR C/C++ Compiler. Reference guide for Texas Instruments' MSP430 Microcontroller Family. Six edition. IAR Systems. 2006.

148. Musa Jouaneh and Huawei Tian. "Accuracy enhancement of a piezoelectric actuator with hysteresis." Japan/USA Symposium on Flexible Automation, vol. 1, ASME 1992.

149. L. Iorga. "Control techniques for piezoelectric actuated structures." Ph.D., Rutgers The State University of New Jersey New Brunswick, 2006.

150. Fuchxwaiu, H. Aoum. "Flexible Micro-Processing by Multiple Miniature Robots in SEM Vacuum Chamber." Proceedings 2001 ICRA IEEE International Conference on Robotics and Automation, Vol. 4, 2001.

151. R. Dahl, "Math model of hysteresis in piezo-electric Actuators for precision pointing systems." EL Segundo, California, Feb. 1985.

152. Ronkanen, P. Kallio, H. N. Koivo. "Simultaneous Actuation and Force Estimation Using Piezoelectric Actuators", Proc.of TEEE Internationa. Conference on Mechatronics and Automation, 5-8 Aug. 2007, Harbin, China.

153. Padma Akella. "Modeling, analysis, and control of flexible and smart structures." Ph.D., Rensselaer Polytechnic Institute, New York. 1997.

154. Patrick M. Sain, Michael K. Sain and B.F. Spenser. "Models for hysteresis and application to structural control." Proceedings of the American Control Conference, pp. 16-20. 1997.

155. Piezoactoren: Dynamisch und Prazise. Leistungselektronische systeme 2006.

156. Wang, Q. Zhang, B. Xu, R. Liu, and L. Cross, "Non-linear piezoelectric behavior of ceramic bending mode actuators under strong electric fields," Journal of Applied Physics, vol. 86, pp. 3352-3360, 15 Sept. 1999.

157. Dong-Hee. "Characterization of piezoelectric actuation on curved structures." Ph.D., The Pennsylvania State University. 2001.

158. R.S. Fearing, K.H. Chiang, M.H. Dickinson, D.L. Pick, M. Sitti, J. Yan. Wing Transmission for a Micromachanical Flying Insect. IEEE Int. Conf. on Robotics and Automation, pages 1509-1516, San Francisco, CA, April 2000

159. R. Yenkataraman Iyer, Xiaobo Tan, P. S. Krishnaprasad, "Approximate Inversion of the Preisach Hysteresis Operator With Application to Control of Smart Actuators", IEEE Transactions on Automatic Control, vol. 50, no. 6, June 2006.

160. K. Parimi. "Design and control of a smart fin using piezoelectric actuators." Ph.D., University of Nevada, Las Vegas, 2005.

161. Kalaycloglu, M. Giray, H. Asmer. "Vibration Control of Flexible Manipulators

162. Using Smart Structures." Journal of Aerospace Engineering, Vol.11, No. 3, July 1998, pp. 90-94.

163. Park, S. Ryu, D.-H. Kim, B. Kim. "Contractile Force Measurements of Cardiac Myocytes Using a Micro-manipulation System." 2005 IEEE/RSJ International Conference on Intelligent Robotics and Systems. Aug. 2-6 2005. pp.2185-2190.

164. S.-M. Swei, P. Gao. "On Improving Head-Disk Interface in Hard Disk Drives Using Active Control." Proceedings of the 39" IEEE Conference on Decision and Control, Sydney, Australia, Dec. 2000.

165. S. Robinson. Driving Piezoelectric Actuators. Power Electronics Technology. p.40-44. April 2006.

166. Srinath Avadhanula. "Design, fabrication and control of the micromechanical flying insect." Ph.D., Mechanical Engeneering, University of the California, Berkeley. 2006.

167. Steel M.R., Harrison F. and Harper P.G., "The Piezoelectric Bimorph: An Experimental. and Theoretical Study of Its Quasistatic Response," Journal of Physics, D: Applied Physics, 11: pages: 979-989. 1978

168. Sun Xuemei. "Analysis and control of monolithic piezoelectric nano-actuator." Ph.D., New Jersey Institute of Technology, 2001.

169. Su-Wei Zhou. "Coupled electro-mechanical system modeling and experimental investigation of piezoelectric actuator-driven adaptive structures." Ph.D., Virginia Polutechnical Institute and State University, Virginia. 1994.

170. T.Higuchi, Y.Yamagata, K.Furutani, K.Kudoh. "Precise positioning mechanism utilizing rapid deformations of piezoelectric elements." Proc. of IEEE Workshop on Micro Electro Mechanical Systems, 1990. pp.47-51.

171. Tao Wu. "Modeling and design of a novel cooling device for microelectronics using piezoelectric resonating beams." Ph. D., North Carolina State University, Raleugh-2003.

172. Tian Hong znd Timothy N. Chang. "Control of nonlinear piezoelectric stack using adaptive dither." Proceedings of the 1995 American Control Conference, Seattle, WA. pp. 76-80.

173. Gabbert, T. Nesterovich, J. Wutchatsch. "Methods and possibilities of a virtual design for actively controlled smart systems." Computers and Structures, No. 86, 2008. pp.240-250.

174. U.S.Patent 0103449. Cost efficient element for combined piezo sensor and actuator in robust and small touch screen realization and method for operation thereof, /date of publ. 10. 05. 2007.

175. U.S.Patent 4610475. Piezoelectric polymer micromanipulator. / David L. Heis-erman., date of publ. 06. 09. 1986

176. Piefort. "Finite Element Modeling of Piezoelectric Active Structures." Ph.D., Universite Libre de Bruxelles, 2001.

177. Suresh Venkata. "Development of self-actuated in-flight de-icing technology utilizing smart structures concepts." Ph.D., The University of Akron, Ohio 2004.

178. Vijay Anand Neelakantan. "Modeling, design, testing and control of a two-stage actuation mechanism using piezoelectric actuators for automative applications." Ph.D., Mechanical Engeneering, The Ohio State University, Ohio 2005.

179. W.H. Liao, W. W. Law and K. W. Chan. "Implementation of Adaptive Structures with Enhanced Self-sensing Piezoelectric Actuators." Proc.of IEEE International Symposium on Industrial Technology, Volume 2, 10-14 Dec. 2002. Bangkok. Thailand.

180. Xiaodong Wang. "The dynamic behaviour of interacting piezoelectric actuators in smart structures." Ph.D., University of Toronto, Canada. 1998.

181. Xinhan Huang,Jianhua Cai,Min Wang and Xiadong Lv. "A Piezoelectric Bi-morph Micro-Gripper with Micro-Force Sensing." Proc.of IEEE International Conference on Information Acquisition, June 27 July 3, 2005, Hong Kong and Macau, China.

182. Kwan Soo. "A novel three-finger IPMC gripper for microscale applications." Ph.D., Texas A&M University, 2006.

183. Li, Q. Xu. "Optimal Design of a Novel 2-DOF Compliant Parallel Micromanipulator for Nanomanipulation." Proceedings of the 2005 IEEE International Conference on Automation Science and Engineering Edmonton, Canada, Aug. 1-2, 2005.

184. Ohya, T. Arai, Y. Mae, K. Inoue, T. Tanikawa. "Development of 3-DOF Finger Module for Micro Manipulation." Proceedings of the 1999 IEEE/RSJ International Conference on Intelligent Robots and Systems. 1999.