扭轉式NEMS執(zhí)行器的pull
本文關鍵詞:扭轉式NEMS執(zhí)行器的pull-in特性分析,由筆耕文化傳播整理發(fā)布。
單位代碼:10293密級:;碩士學位論文;論文題目:;1010020730學號;姓名;方玉明導師;學科專業(yè);研究方向;申請位類別學;論文交日期提;Thepull-inanalysisoftors;ThesisSubmittedtoNanjing;Telecommunicationsforthe;MasterofEngineering;By;TangYao;S
單位代碼: 10293 密 級:
碩 士 學 位 論 文
論文題目:
1010020730 學號
姓名
方玉明 導 師
學 科 專 業(yè)
研 究 方 向
申 請 位 類 別 學
論 文 交 日 期 提
The pull-in analysis of torsional NEMS acutators
Thesis Submitted to Nanjing University of Posts and
Telecommunications for the Degree of
Master of Engineering
By
Tang Yao
Supervisor: Prof.Fang Yuming
February 2013
南京郵電大學學位論文原創(chuàng)性聲明
本人聲明所呈交的學位論文是我個人在導師指導下進行的研究工作及取得
的研究成果。盡我所知,除了文中特別加以標注和致謝的地方外,論文中不包
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任何貢獻均已在論文中作了明確的說明并表示了謝意。
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研究生簽名:_____________ 日期:____________
南京郵電大學學位論文使用授權聲明
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涉密學位論文在解密后適用本授權書。
研究生簽名:____________ 導師簽名:____________ 日期:_____________
摘要
納機電系統(tǒng)是一項被認為面向21世紀可以得到廣泛應用的高新技術產(chǎn)業(yè),在國防軍工、航空航天、醫(yī)療工程等領域具有潛在應用,倍受各國政府和專家的高度重視。納執(zhí)行器是NEMS (Nano Electro Mechanical System) 的核心部分,它既可以為納機電系統(tǒng)提供動力,也可以成為納機電系統(tǒng)的操作和執(zhí)行單元。其中靜電驅動的納執(zhí)行器是應用最廣泛的執(zhí)行器之一。在扭轉式靜電納執(zhí)行器中,有一種pull-in現(xiàn)象的存在,這種現(xiàn)象是研究靜電執(zhí)行器必須考慮的。
在本文中,概述了微納機電系統(tǒng)的發(fā)展方向及應用,介紹了國內(nèi)外微納執(zhí)行器的研究現(xiàn)狀;谂まD式靜電納執(zhí)行器的集總參數(shù)模型,簡單介紹了執(zhí)行器的pull-in現(xiàn)象和機理。 接著介紹了忽略Casimir效應下的扭轉式靜電納執(zhí)行器的靜態(tài)pull-in參數(shù)的求解,主要通過力法和能量法研究pull-in現(xiàn)象。然后,在此研究的基礎之上,分析了考慮Casimir效應的扭轉式靜電納執(zhí)行器的靜態(tài)pull-in現(xiàn)象,得出了pull-in失穩(wěn)現(xiàn)象相關的結果。最后重點研究了考慮Casimir效應的靜電納執(zhí)行器的動態(tài)pull-in現(xiàn)象,對扭轉式靜電納執(zhí)行器在階躍響應、調制響應下進行理論分析,并運用Matlab數(shù)學軟件對扭轉式靜電納執(zhí)行器進行分析,得出扭轉式靜電納執(zhí)行器的動態(tài)pull-in特性。
關鍵詞: 納機電系統(tǒng),Casimir效應,,扭轉式靜電納執(zhí)行器,靜態(tài)pull-in現(xiàn)象,動態(tài)pull-in現(xiàn)象
Abstract
Nano Electro Mechanical System (NEMS) is a kind of widely used technology in 21st century. It has been used in military defense, aerospace engineering and biomedical engineering. So professors from different countries consider its high value. Actuator is the core of NEMS and it could not only provide power to the NEMS, but also be the operation unit. Electrostatic NEMS actuator is a common NEMS actuator. In the process of studying electrostatic nano-actuators, there is a pull-in phenomenon. It is also known as pull-in instability phenomenon and is an important feature of the electrostatic nano-actuators.
In this paper, we introduce the development and application of micro-nano-electromechanical systems at home and abroad. Based on lumped model of torsion actuators, it simply introduces the pull-in phenomenon of micro actuators and its mechanism. Then it analyses the pull-in parameters of the torsion NEMS electrostatic actuators without Casimir effect. We will study the pull-in phenomenon through the force method and energy method. Then on the basis of this study, it analyses the pull-in phenomenon of torsion NEMS electrostatic actuators with Casimir effect. Then we get the pull-in instability related data. Finally, dynamic stability of torsion NEMS electrostatic actuators with Casimir effect is researched. It theoretically analyses the pull-in characteristic of torsion actuators under the step-in voltage response and modulated voltage response. Then we use the software of Matlab, it is the mathematic software to simulate the pull-in parameters and pull-in position of torsion actuators under the step-in voltage response and modulated voltage response. Afterwards, we compare the simulation results with the theoretical analysis and make the conclusion.
Key words: NEMS,Casimir effect, torsion electrostatic nano-actuators,static pull-in phenomenon,dynamic pull-in phenomenon
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本文編號:78658
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