时滞位置反馈对一类静电微传感器的吸合不稳定的控制研究

发布时间：2017-11-21 18:32

  本文关键词：时滞位置反馈对一类静电微传感器的吸合不稳定的控制研究

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【摘要】：本文以一种静电驱动微传感器为研究对象,同时考虑振动模型带有直流偏置电压和交流电压驱动的情况。将微结构振动模型简化为一类单自由度弹簧-质量-电容-阻尼振动系统。考虑了平行板电容理论,在不计平行板电容的边缘效应的情况下求出系统的静电驱动力,利用牛顿第二定律建立静电微传感器动力学系统方程。为方便研究静电微驱动器的吸合现象,对系统参数进行无量纲化,并分析了系统参数的变化对静电微传感器非线性运动的影响。其次,考虑静电力导致微传感器的静电吸合现象,将静电微传感器系统施加时滞位置反馈。根据稳定性理论和同宿(异宿)轨道方法获得导致微传感器动力系统出现的吸合不稳定现象的参数边界条件,掌握时滞位置反馈对吸合现象的控制机理。将Melnikov函数法运用到单自由度静电微传感器时滞控制系统中,讨论时滞位置反馈参数大小与系统平衡失稳的关系,计算验证传感器系统出现吸合现象的边界交流电压。然后,利用四阶Rung-Kutta法和点映射法数值模拟了系统具有的混沌和安全盆侵蚀特性。分析了时滞受控系统复杂动力学行为随控制参数的演变情况,从而验证了时滞位置反馈控制作用的有效性。最后数值模拟和解析计算验证得出：只要在正反馈参数和小时滞控制情况,时滞位置反馈对控制微传感器结构的吸合现象具有理想控制效果。时滞的变化直接影响系统发生吸合现象的交流电压,有效提高了系统的抗干扰能力。
【学位授予单位】：上海应用技术大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TP212

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