MEMS静电驱动结构运动特性控制方法

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MEMS静电驱动结构的器件性能一直备受关注。MEMS静电驱动的运动特性对提高MEMS器件的使用寿命、操作精度、工作效率有着十分重要的意义。在分析静电驱动器的基础上,基于其基本单元平行板结构,研究了电压控制改进方案的优缺点;引入状态空间分析法设计状态反馈控制方案,改进平行板系统运动特性,提高系统操作精度;在Simulink仿真平台上建立方案模型,通过仿真实验验证状态反馈控制方案的可行性。状态反馈控制方案充分考虑了平行板系统的静电和机械两个子系统,以减小机械子系统产生的系统阻尼为切入点,在状态空间下,通过极点配置和负反馈增益来设计反馈,以满足系统要求的动态性能指标。状态空间分析法的引入,首次分离研究静电和机械两个子系统,这在MEMS控制理论中是一创新分析方法。研究和仿真实验结果表明:引入状态空间分析法设计MEMS运动特性控制方案,能够在不增加器件加工工艺和加工成本的情况下,改善MEMS静电驱动器的运动特性,提高系统操作精度,延长器件使用寿命。
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