Dynamic modeling of a piezoelectric micro-lens actuator with experimental validation

执行机构 镜头(地质) 压电 有限元法 电压 偏转(物理) 传递函数 声学 材料科学 光学 工程类 结构工程 电气工程 物理
作者
Syed Mamun R Rasid,Aron Michael,Hemanshu R. Pota
出处
期刊:Sensors and Actuators A-physical [Elsevier]
卷期号:356: 114344-114344 被引量:2
标识
DOI:10.1016/j.sna.2023.114344
摘要

Micro-lens actuators with low power consumption, fast response time, large deflection, and low driving voltage are highly desirable for micro-optics applications such as smartphone cameras, miniaturized confocal microscopy, and pico-projectors. Micro-lens piezoelectric actuation with feedback control has shown promising characteristics in this regard. The accurate dynamic model of the piezoelectric actuator is required to facilitate novel feedback control design. However, there are no dynamic models, available in the literature for multi-layer thin film piezoelectric micro-actuators that consider the effect of the driving voltage and residual stress in the layer. Here, we present a dynamic analytical model of a piezoelectrically driven multi-layer micro-lens actuator taking into account the residual stress and the driving voltage. The modified Euler–Bernoulli beam equation is used to model the micro-lens actuator, and it is validated with both Finite Element Analysis (FEA) and experiments. The first resonance frequency calculated using the analytical model shows excellent agreement with the experimental and FEA results. The micro-lens displacement to driving voltage transfer function is derived from the dynamic model to obtain the time-domain characteristics of the micro-lens actuator. The settling times for the driving step input voltage obtained from the transfer function, FEA, and experiments agree well. The model not only accurately predicts the dynamic behavior of the piezoelectric micro-lens actuators but also can be applied to other multi-layered piezoelectric micro-structures. It also facilitates advanced control design that improves the dynamic response of piezoelectric actuators for micro-optic applications.

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
更新
大幅提高文件上传限制,最高150M (2024-4-1)

科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
万事屋完成签到 ,获得积分10
1秒前
负责向真发布了新的文献求助10
2秒前
蜗牛fei完成签到,获得积分10
3秒前
3秒前
廖元枫完成签到,获得积分10
3秒前
张颜发布了新的文献求助10
6秒前
12完成签到,获得积分10
7秒前
活泼的匕完成签到 ,获得积分10
7秒前
靓丽的花卷完成签到,获得积分10
7秒前
夕荀完成签到,获得积分10
8秒前
SciGPT应助little elvins采纳,获得10
9秒前
Remorn完成签到,获得积分10
10秒前
翁雁丝完成签到 ,获得积分10
11秒前
宁夕完成签到 ,获得积分10
11秒前
yy完成签到 ,获得积分10
11秒前
lizh187完成签到 ,获得积分10
12秒前
科研螺丝完成签到 ,获得积分10
12秒前
丰富新儿完成签到,获得积分10
14秒前
NovermberRain完成签到,获得积分10
14秒前
CipherSage应助科研通管家采纳,获得10
15秒前
萌芽完成签到 ,获得积分10
15秒前
ding应助科研通管家采纳,获得10
15秒前
平常从蓉应助科研通管家采纳,获得10
15秒前
春江完成签到,获得积分10
15秒前
15秒前
16秒前
liuhongcan完成签到,获得积分10
16秒前
幽若宝宝完成签到,获得积分0
17秒前
FashionBoy应助萨尔莫斯采纳,获得10
17秒前
小章完成签到,获得积分10
18秒前
ddg完成签到,获得积分10
18秒前
学习完成签到 ,获得积分10
19秒前
guo完成签到,获得积分10
19秒前
执着手套完成签到,获得积分10
20秒前
小吴完成签到 ,获得积分10
22秒前
vidgers完成签到 ,获得积分10
23秒前
25秒前
紫竹完成签到,获得积分10
25秒前
yy完成签到 ,获得积分10
26秒前
26秒前
高分求助中
Evolution 10000
Sustainability in Tides Chemistry 2800
юрские динозавры восточного забайкалья 800
English Wealden Fossils 700
An Introduction to Geographical and Urban Economics: A Spiky World Book by Charles van Marrewijk, Harry Garretsen, and Steven Brakman 500
Diagnostic immunohistochemistry : theranostic and genomic applications 6th Edition 500
Chen Hansheng: China’s Last Romantic Revolutionary 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 医学 生物 材料科学 工程类 有机化学 生物化学 物理 内科学 纳米技术 计算机科学 化学工程 复合材料 基因 遗传学 催化作用 物理化学 免疫学 量子力学 细胞生物学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 3150658
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 2802207
关于积分的说明 7846456
捐赠科研通 2459547
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1309286
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 628821
版权声明 601757