本文關(guān)鍵詞：MEMS扭轉(zhuǎn)微鏡溫度效應(yīng)的仿真分析

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【摘要】：MEMS扭轉(zhuǎn)微鏡是隨著MEMS技術(shù)發(fā)展起來的一種微型光學(xué)器件，在現(xiàn)代光學(xué)通訊、投影顯示、光譜儀等方面有著廣泛的應(yīng)用。在實(shí)際應(yīng)用過程中，微鏡的靜態(tài)和動態(tài)特性，一般會受到環(huán)境溫度的影響。本文基于不同的扭轉(zhuǎn)微鏡的靜力學(xué)、動力學(xué)模型，在微鏡特性如何受溫度影響的方面，開展了如下研究工作： 1）在MEMS扭轉(zhuǎn)微鏡的靜態(tài)特性方面：從靜電力驅(qū)動的扭轉(zhuǎn)微鏡靜態(tài)特性力學(xué)解析模型出發(fā)，通過數(shù)值仿真，分析了不同材料、不同尺寸的扭轉(zhuǎn)微鏡靜態(tài)特性受溫度的不同影響；并采用對比扭轉(zhuǎn)微鏡的靜電力矩與機(jī)械回復(fù)力矩隨角度的變化規(guī)律的方法，對扭轉(zhuǎn)微鏡在保持尺寸參數(shù)的前提下，串聯(lián)電容后，其吸合角的變化規(guī)律進(jìn)行了數(shù)值仿真和解析分析。 2）在MEMS扭轉(zhuǎn)微鏡的動態(tài)特性方面：在扭轉(zhuǎn)微鏡動態(tài)特性的扭轉(zhuǎn)-彎曲模型的基礎(chǔ)上，深入分析了微鏡材料的楊氏模量、剪切模量、以及空氣壓膜阻尼系數(shù)受溫度的影響，并通過數(shù)值仿真方法，對扭轉(zhuǎn)微鏡的動態(tài)特性受溫度的影響規(guī)律進(jìn)行了分析；另外，通過仿真計(jì)算發(fā)現(xiàn)，，采用參考模型自適應(yīng)控制后，可以提高微鏡動態(tài)特性的魯棒性，降低了其對溫度的敏感程度。 本文的研究結(jié)論對MEMS扭轉(zhuǎn)微鏡的應(yīng)用，尤其是如何在實(shí)際應(yīng)用過程中降低MEMS扭轉(zhuǎn)微鏡受溫度的影響方面，提供了有益的理論分析和指導(dǎo)。
【關(guān)鍵詞】：MEMS扭轉(zhuǎn)微鏡 靜態(tài)特性 動態(tài)特性 溫度效應(yīng) 模型參考自適應(yīng)控制
【學(xué)位授予單位】：江西理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號】：TH-39;TH74
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-6
• 目錄6-8
• 第一章 前言8-13
• 1.1 MEMS 扭轉(zhuǎn)微鏡的研究背景8
• 1.2 MEMS 扭轉(zhuǎn)微鏡的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀8-11
• 1.3 研究意義11
• 1.4 研究內(nèi)容與章節(jié)安排11-13
• 第二章 MEMS 扭轉(zhuǎn)微鏡的靜態(tài)特性13-27
• 2.1 引言13
• 2.2 靜態(tài)模型描述13-15
• 2.2.1 不考慮溫度效應(yīng)的微鏡模型及靜態(tài)特性13-14
• 2.2.2 考慮溫度效應(yīng)的微鏡模型及靜態(tài)特性14-15
• 2.3 仿真與結(jié)果分析15-20
• 2.3.1 靜態(tài)特性曲線的溫度效應(yīng)16-17
• 2.3.2 吸合角與釋放角的溫度效應(yīng)17-18
• 2.3.3 典型電壓值的增量百分比隨溫度變化18-20
• 2.4 靜態(tài)特性吸合角的修正20-25
• 2.4.1 扭轉(zhuǎn)微鏡的靜力學(xué)模型與吸合角21-22
• 2.4.2 串聯(lián)恒定電容時微鏡的力學(xué)模型與吸合角22-24
• 2.4.3 串聯(lián)不同電容時微鏡的吸合角24-25
• 2.5 小結(jié)25-27
• 第三章 MEMS 扭轉(zhuǎn)微鏡的動態(tài)特性27-44
• 3.1 引言27
• 3.2 MEMS 扭轉(zhuǎn)微鏡的動力學(xué)模型27-29
• 3.3 溫度對動力學(xué)模型的影響29-31
• 3.3.1 微鏡運(yùn)動過程中壓膜阻尼系數(shù)隨溫度變化規(guī)律30
• 3.3.2 微鏡動力學(xué)模型受溫度影響30-31
• 3.4 微鏡動態(tài)特性受溫度效應(yīng)的仿真與分析31-43
• 3.4.1 無阻尼扭轉(zhuǎn)微鏡系統(tǒng)的動態(tài)響應(yīng)31-37
• 3.4.2 有阻尼扭轉(zhuǎn)微鏡系統(tǒng)的動態(tài)響應(yīng)37-43
• 3.5 小結(jié)43-44
• 第四章 MEMS 扭轉(zhuǎn)微鏡動態(tài)特性的控制校正44-56
• 4.1 引言44
• 4.2 MEMS 扭轉(zhuǎn)微鏡運(yùn)動特性受溫度的影響44-46
• 4.2.1 扭轉(zhuǎn)微鏡運(yùn)動受溫度影響的簡化模型44-45
• 4.2.2 扭轉(zhuǎn)微鏡運(yùn)動特性受溫度的影響45-46
• 4.3 模型參考自適應(yīng)控制理論46-51
• 4.3.1 自適應(yīng)控制簡介46-47
• 4.3.2 模型參考自適應(yīng)控制原理47
• 4.3.3 模型參考自適應(yīng)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法47-51
• 4.4 引入模型參考自適應(yīng)控制的微鏡運(yùn)動系統(tǒng)51-52
• 4.4.1 微鏡運(yùn)動模型的線性化51-52
• 4.4.2 扭轉(zhuǎn)微鏡自適應(yīng)控制中參考模型的建立52
• 4.5 參考模型自適應(yīng)控制對扭轉(zhuǎn)微鏡動態(tài)特性的校正52-55
• 4.6 小結(jié)55-56
• 第五章 總結(jié)與展望56-58
• 5.1 工作總結(jié)56
• 5.2 展望56-58
• 參考文獻(xiàn)58-63
• 附錄63-66
• 致謝66-67
• 攻讀學(xué)位期間的研究成果67-68

【參考文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前3條

1 周鎮(zhèn)威;楊卓青;蔡豪剛;丁桂甫;;帶有凸條平板的MEMS結(jié)構(gòu)壓膜阻尼效應(yīng)分析[J];傳感技術(shù)學(xué)報(bào);2010年05期

2 王振霖;陳學(xué)康;曹生珠;;大角度扭轉(zhuǎn)微鏡的靜態(tài)特性分析[J];科學(xué)技術(shù)與工程;2008年16期

3 楊梅;韓翔;林川力;陳兢;;一種高制動效率大角度硅扭轉(zhuǎn)微鏡MEMS光開關(guān)的設(shè)計(jì)[J];納米技術(shù)與精密工程;2006年04期

本文編號：645963