Self-sensing piezoelectric actuator control using permittivity detection method

• Project/Area Number: 19760164
• Research Category: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Research Field: Intelligent mechanics/Mechanical systems
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: MORITA Takeshi The University of Tokyo, 新領域創成科学研究科, 准教授 (60344735)
• Project Period (FY): 2007 – 2008
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2008)
• Budget Amount: ¥3,190,000 (Direct Cost: ¥2,800,000、Indirect Cost: ¥390,000); Fiscal Year 2008: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000); Fiscal Year 2007: ¥1,500,000 (Direct Cost: ¥1,500,000)
• Keywords: メカトロニクス / 圧電アクチュエータ / ヒステリシス / ブイードバツク制御 / 誘電率検波 / セルフセンシング / フィードバック制御

Research Abstract

圧電材料は電界により形状が変化するため、精密位置決めアクチュエータ等に広く用いられている。しかし、圧電変位と駆動電圧の関係には非線形性、ヒステリシス、クリープなどの問題が生じ、レーザー干渉計などのセンサによって、その変位量を計測しなければ精密位置決めできなかった。本研究では、圧電素子の誘電率をリアルタイムで検出し、その検出量から圧電アクチュエータの変位を制御する手法を提案し、その実証に成功した。

Research Products

• [Journal Article] Self-sensing piezoelectric actuator using permittivity detection (2008)
  • Author(s): Akito Kawamata, Yoichi Kadota, Hiroshi Hosaka, Takeshi Morita
  • Journal Title: J. of Ferroelectrics vol.368 Pages: 194-201
• [Journal Article] Self-Sensing Piezoelectric Actuator using Permittivity Detection (2008)
  • Author(s): A. Kawamata, Y. Kadota, H. Hosaka and T. Morita
  • Journal Title: J. of Ferroelectrics 368 Pages: 194-201
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Self-sensing piezoelectric actuator using permittivity detection
  • Author(s): A. Kawamata, Y. Kadota, H. Hosaka and T. Morita
  • Journal Title: Journal of Ferroelectrics (印刷中)(掲載確定)
  • Peer Reviewed
• [Presentation] Improvement of self-sensing piezoelectric actuator control using permittivity change detection (2009)
  • Author(s): Yusuke Ishikiriyama, Takeshi Morita
  • Organizer: 2009 JSME-IIP/ASME-ISPS Joint Conference on Micromechatronics for Information and Precision Equipment (MIPE2009)(発表予定)
  • Place of Presentation: 筑波
  • Year and Date: 2009-06-19
• [Presentation] 誘電率検波による圧電アクチュエータのセルフセンシング位置制御の精度向上に関する研究 (2009)
  • Author(s): 石切山祐亮, 森田剛
  • Organizer: 第21回電磁力関連のダイナミクスシンポジウム(pp.427-430)
  • Place of Presentation: 長野
  • Year and Date: 2009-05-21
• [Presentation] 圧電アクチュエータの誘電率検波セルフセンシング制御の鞭向上に関する研究 (2009)
  • Author(s): 石切山祐亮, 森田剛, 保坂寛
  • Organizer: 2008年度精密工学会春季大会学術講演会
  • Place of Presentation: 東京
  • Year and Date: 2009-03-11
• [Presentation] 圧電アクチュエータの誘電率検波セルフセンシング制御の精度向上に関する研究 (2008)
  • Author(s): 石切山祐亮, 森田剛, 保坂寛
  • Organizer: 2008年度精密工学会春季大会学術講演会講演論文集(pp.929-930)
  • Place of Presentation: 東京
• [Presentation] Self-sensing ferroelectric Actuator Using Permittivity Detection (2007)
  • Author(s): Akito Kawamata, Yoichi Kadota, Hiroshi Hosaka, Takeshi Morita
  • Organizer: 11th European Meeting on Ferroelectricity (EMF-2007)
  • Place of Presentation: スロバニア
• [Presentation] 誘電率検出による圧電アクチュエータのセルフセンシング位置制御 (2007)
  • Author(s): 川俣昭人, 門田洋一, 保坂寛, 森田剛
  • Organizer: 2007年度精密工学会秋季大会学術講演会
  • Place of Presentation: 北海道
• [Presentation] 誘電率検出によるセルフセンシング圧電アクチュエータに関する研究 (2007)
  • Author(s): 川俣昭人, 保坂寛, 森田剛
  • Organizer: 第19回電磁力関連のダイナミクスシンポジウム, B212
  • Place of Presentation: 神戸
• [Presentation] Self-sensing ferroelectric actuator using permittivity detection (2007)
  • Author(s): A. Kawamata, Y. Kadota, H. Hosaka and T. Morita
  • Organizer: 11th European Meeting on Ferroelectricity
  • Place of Presentation: スロベニア
• [Presentation] 誘電率検出によるセルフセンシング圧電アクチュエータに関する研究 (2007)
  • Author(s): 川俣 昭入, 保坂 寛, 森田 剛
  • Organizer: 第19回電磁力関連のダイナミクスシンポジウム
  • Place of Presentation: 東京
• [Presentation] 誘電率検出による圧電アクチュエータのセルフセンシング位置制御 (2007)
  • Author(s): 川俣 昭人, 門田 洋一, 保坂 寛, 森田 剛
  • Organizer: 2007年度精密工学会秋季大会学術講演会
  • Place of Presentation: 旭川
• [Remarks] 川俣昭人, 森田剛, "誘電率検出によるセルフセンシング圧電アクチュエータ" 超音波テクノ vol.20-1, pp.8-11(2008)
• [Remarks]
  • URL: http://www.ems.k.u-tokyo.acjp/morita/
• [Remarks]
  • URL: http://www.ems.k.u-tokyo.ac.jp/morita/