發(fā)布時間：2017-11-17 22:12

  本文關鍵詞：電熱式MEMS微鏡驅(qū)動控制技術研究

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【摘要】：微機電系統(tǒng)(MEMS)具有集成度高、體積小、功耗低、性能穩(wěn)定和價格低廉等特點,現(xiàn)正逐步替代傳統(tǒng)的機械結構與電路組成的電子元器件。其應用領域主要涉及信息通信、自動控制、航空航天、生物化學、醫(yī)療器械、消費電子以及軍工產(chǎn)品等。 本文首先介紹了基于折疊式雙S形反轉(zhuǎn)串聯(lián)驅(qū)動器結構的電熱MEMS微鏡原理及相關應用,并對驅(qū)動器的驅(qū)動原理進行了詳細的闡述,分析了驅(qū)動器形變與鏡面偏轉(zhuǎn)間的內(nèi)在關聯(lián)；緊接著討論了MEMS微鏡系統(tǒng)的數(shù)學建模方法,通過引入熱導和彈簧剛體模型歸納了多驅(qū)動器間的熱傳導和相互作用力導致的形變關系,并建立了多自由度微鏡的靜態(tài)模型；再次,通過驅(qū)動器電熱響應與機械振動特性的分析,結合兩者的傳遞函數(shù)推導出了微鏡的動態(tài)模型,并將創(chuàng)建的模型通過實驗進行了驗證。 為了減小由微加工缺陷導致的各驅(qū)動器結構與特性的偏差,本文結合數(shù)據(jù)模型提出了一種誤差控制方法,通過仿真軟件獲取經(jīng)糾正的驅(qū)動信號來驅(qū)動微鏡的偏轉(zhuǎn),達到控制補償效果；為抑制系統(tǒng)響應的殘余振動,提高微鏡穩(wěn)定時間以及器件在光開關或光衰減器應用中的性能,論文針對分解模型使用輸入整形控制,達到了抑制系統(tǒng)殘余振動的目的；最后論文就相干光成像系統(tǒng)(OCT)的微鏡偏轉(zhuǎn)方法進行了研究,提出了一種基于狀態(tài)空間算法的控制方法,改善了微鏡的靜態(tài)和動態(tài)性能,實現(xiàn)了微鏡的前饋式開環(huán)掃描糾正,達到了高質(zhì)量OCT成像的目的。 基于以上的理論分析和控制方法研究,本文也給出了二維電熱式MEMS微鏡在光柵掃描、光開關和光衰減器以及OCT成像中的實驗驗證結果,驗證了本文提出的微鏡模型和控制方法的準確性與有效性。本文的研究成果對于電熱式MEMS微鏡在光學掃描、光通信和OCT成像方面具有重要的應用價值。
【學位授予單位】：蘇州大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2014
【分類號】：TH-39;TP273

【共引文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前6條

1 劉同岡;郭巖;鄒學壯;吳健;;磁性液體薄膜微形變的磁控研究[J];微納電子技術;2014年04期

2 郭巖;劉同岡;吳健;;磁性液體的微致動性能[J];微納電子技術;2014年05期

3 于潤祥;石庚辰;隋麗;王亞軍;;一種新型壓電加速度傳感器研究[J];北京理工大學學報;2014年03期

4 廖波;周國慶;王英杰;;負溫下炭黑/硅橡膠導電復合薄膜力敏特性研究[J];傳感技術學報;2014年06期

5 章皓;徐大誠;陳巧;謝會開;;一種電熱式MEMS微鏡多自由度模型解析方法[J];傳感器與微系統(tǒng);2014年10期

6 亢U，

本文編號：1197551