Моделювання динамічних характеристик двокоординатних п’єзоприводних сканерів

Abstract

У роботі представлено результати математичного моделювання динамічних характеристик двокоординатного п’єзоприводного сканера, призначеного для високоточного відтворення зображень у системах лазерного сканування та оптичного позиціонування. Запропоновано узагальнену розрахункову модель, що враховує взаємодію пружних елементів у двох площинах сканування та просторовий характер деформацій. Отримано аналітичні залежності для визначення кутів відхилення дзеркала і нижчої власної частоти системи з урахуванням геометричних та фізико-механічних параметрів елементів конструкції. Проведено чисельний аналіз впливу відносного діаметра пружного стержня на амплітуду кутових відхилень і власну частоту сканера. Показано, що максимальний кут сканування досягається при оптимальному співвідношенні діаметра та довжини пружних стержнів. Розроблена модель дозволяє виконувати оптимізацію конструктивних параметрів для підвищення ефективності двокоординатних п’єзосканерів і може бути використана при створенні мікромеханічних маніпуляторів та оптичних систем високої точності.