导读:本文包含了静电驱动论文开题报告文献综述、选题提纲参考文献及外文文献翻译，主要关键词:静电,效应,应力,谐振器,理论,悬臂梁,梳齿。
静电驱动论文文献综述
肖奇军,罗忠辉[1]（2019）在《电磁悬浮静电驱动旋转微镜控制系统设计》一文中研究指出为了实现对电磁悬浮微镜绕轴向-180°到+180°角度的旋转控制.对该系统所采用的电磁悬浮、静电驱动、转角闭环控制等进行研究。首先,设计和制造了电磁悬浮微镜的定子和转子结构。接着,对通过线圈的电流频率、电流大小与悬浮高度的关系进行仿真和实验,实验结果和仿真结果基本一致。然后,在分析变电容驱动原理的基础上,进行旋转控制实验,说明在按相序通电情况下,转子能实现旋转。最后,介绍了采用高精度的电容检测的转角闭环控制系统。实验结果表明:在激励电流峰-峰值是0.5A,激励频率为20MHz时,转子悬浮到100μm高度,能够实现指定角度的控制,基本满足电磁悬浮微镜的控制要求。(本文来源于《光学精密工程》期刊2019年09期）
袁艳琪,孔胜利,芦非[2]（2019）在《静电驱动微浅拱梁跳跃和吸合特性的尺寸效应研究》一文中研究指出基于修正偶应力理论研究了静电驱动微浅拱梁在考虑Casimir力时的跳跃和吸合特性。利用最小势能原理得到了微浅拱梁弯曲的控制方程和边界条件,应用广义微分求积法(GDQM)和广义积分求积法(GIQM)求解得到静电驱动微浅拱梁跳跃电压和吸合电压以及无量纲跳跃位移和吸合位移的数值解。结果表明,静电驱动微浅拱梁的跳跃特性和吸合特性具有明显的尺寸效应;基于修正偶应力理论的静电驱动微浅拱梁的跳跃和吸合电压低于经典理论值;Casimir力降低了微浅拱梁的跳跃和吸合电压以及无量纲跳跃和吸合位移;微浅拱梁初始拱高对其跳跃和吸合特性有着重要的影响。(本文来源于《机械强度》期刊2019年04期）
李文睿[3]（2019）在《应用于外腔可调谐半导体激光器的MEMS静电驱动设计与仿真》一文中研究指出随着科学技术的发展,外腔可调谐半导体激光器受到人们的极大关注。与其他可调谐激光器相比,可调谐半导体激光器具有波长调谐范围宽、结构紧凑和调谐速度快等优点,这些优点使其在频谱分析,光纤传感和污染气体检测等领域具有广泛应用。其中,基于微机电系统(Micro-Electro-Mechanical Systems,MEMS)转镜的外腔可调谐激光器因其本身具有结构紧凑、可调谐范围宽、光谱线宽窄、控制精度高等优点,一直是可调谐半导体激光领域的研究热点。对于这类激光器,最关键的技术是按照激光器特定需求驱动腔内全反镜或者光栅移动的MEMS驱动器的设计。目前市面上的MEMS驱动器仍存在一些问题,如旋转角度有限制,驱动电压过高,或者结构本身不能满足外腔可调谐激光器无跳模连续调谐、光谱线宽窄等需求。因此本文在现有研究基础上,对应用于外腔可调谐激光器的MEMS驱动开展相关研究,提出了四种可绕虚轴点旋转的新型MEMS驱动结构。具体工作如下:(1)本文在详细分析单梳静电梳齿驱动原理的基础上,利用COMSOL Multiphysics软件,构建了单梳MEMS驱动模型,并对结构进行仿真,同时分析了其旋转特性。同时,构建了多个不同梳齿间距、梳齿宽度、悬臂梁长度、梳齿弧度的单梳结构模型,对这些参数逐个进行仿真对比分析,重点探讨了这些参数对结构旋转结果的影响,为应用于外腔可调谐激光器的MEMS静电驱动结构提供了最优梳齿参数及优化依据。(2)本文提出了一种应用于外腔可调谐激光器的MEMS突出梳齿对称驱动结构。首先对单梳突出梳齿结构进行分析,构建单梳突出梳齿结构模型,并进行仿真分析,结果表明突出梳齿能够有效减小驱动电压。在此基础上,对突出梳齿的参数进行了进一步建模分析,探讨了这些参数对结构旋转结果的影响。其次,改进并提出了一种绕虚轴点旋转的MEMS对称驱动结构,该结构可以实现窄结构下,大角度绕虚轴点旋转。同时考虑突出梳齿的优点,提出了 MEMS突出梳齿对称驱动结构,对所提结构进行建模分析,并不断优化参数与结构,最终得到了结构顶端距虚轴点2500 μm,施加52 V电压,可以实现旋转2.5°的MEMS对称驱动结构。(3)本文提出了一种应用于外腔可调谐激光器的ME入MS突出梳齿扇环驱动结构。首先对绕虚轴点旋转的MEMS扇环驱动结构的原理进行详细分析,其本身可以实现绕外侧虚轴点大角度旋转。同时结合突出梳齿的特点,提出了 MEMS突出梳齿扇环驱动结构。然后对所提结构进行建模分析,并不断优化参数与结构,最终得到了结构顶端距虚轴点3200 μm,施加140 V电压,可以实现旋转3°的MEMS扇环驱动结构。(4)本文提出了一种应用于外腔可调谐激光器的MEMS拉链梳齿对称驱动结构。首先对单梳拉链梳齿结构进行分析,构建单梳拉链梳齿结构模型,并进行仿真分析,结果表明拉链梳齿在结构尺寸一定时,可以有效增加旋转角度。在此基础上,对拉链梳齿参数进行了进一步分析,探讨了这些参数对结构旋转结果的影响。在对称结构原理分析的基础上,提出了MEMS拉链梳齿对称驱动结构,对所提结构进行建模分析,通过对参数的不断优化,最终得到了结构顶端距虚轴点2500 μm,施加262 V电压,可以实现旋转3.7°的MEMS对称驱动结构。(5)本文提出了一种应用于外腔可调谐激光器的MEMS拉链梳齿扇环驱动结构。在拉链梳齿参数分析与扇环驱动原理分析的基础上,提出了MEMS拉链梳齿扇环驱动结构,进行建模分析,得到了拉链梳齿对扇环驱动结构优化作用较小的结论。本文创新点如下:(1)为了降低MEMS驱动结构对高驱动电压的要求,我们首次将突出梳齿结构应用于绕虚轴点旋转的MEMS对称结构中,将工作时梳齿间距缩小至1 μm。由此设计的应用于无跳模、窄线宽外腔可调谐激光器的MEMS突出梳齿对称驱动结构,施加52 V电压,可以实现绕虚轴点双侧旋转2.5°。相比于已有绕虚轴点旋转的MEMS驱动结构需要几百伏的驱动电压,我们提出的MEMS突出梳齿对称驱动大幅减小了驱动电压和结构宽度。(2)为了不影响光路设计并降低MEMS驱动结构对高驱动电压的要求,我们首次将突出梳齿结构应用于绕虚轴点旋转的MEMS扇环结构中,使结构可以绕外侧虚轴点旋转同时减小梳齿间距。由此设计的应用于无跳模、窄线宽外腔可调谐激光器的MEMS突出梳齿扇形驱动结构,施加140 V电压,可以实现绕虚轴点双侧旋转3°。相比于已有绕虚轴点旋转的MEMS驱动结构,MEMS突出梳齿扇环驱动可以绕外侧虚轴点旋转且有效减小了驱动电压。(3)为了获得更大的旋转角度,我们首次将拉链梳齿结构应用于绕虚轴点旋转的MEMS对称结构中,缩短内侧梳齿长度。由此设计的应用于无跳模、窄线宽外腔可调谐激光器的MEMS拉链梳齿对称驱动结构,施加262 V电压,可以实现3.7°的绕虚轴点双侧旋转角度。相比于已有绕虚轴点旋转的MEMS驱动结构最大旋转角度为3°,MEMS拉链梳齿对称驱动进一步提升了旋转角度至3.7°。(本文来源于《山东大学》期刊2019-05-25）
张林欣[4]（2019）在《静电驱动微机械陀螺仪的研究》一文中研究指出微机械陀螺仪是一种重要的惯性仪器,主要用来测量物体的旋转角速度或角加速度。它在消费电子、汽车、国防制导、航空航天等领域具有广泛应用。我国在这个领域的研究滞后于西方发达国家,特别是高性能的微机械陀螺仪核心器件的研究还处于起步阶段。本文提出一种全对称的多环振动结构静电驱动微机械陀螺仪,从理论基础、工作原理、结构设计、性能仿真、加工工艺、器件测试等几个方面进行了研究,主要包括以下内容:(1)静电驱动微机械陀螺仪的理论研究。详细分析了微机械陀螺仪理论基础科里奥利效应,建立质量弹簧阻尼模型;利用机械动力学分析器件性能并得到机械灵敏度表达式;基于微机械陀螺仪静电驱动、电容检测的原理,分析了提高微机械陀螺仪性能的方法并着重就静电调修进行分析。(2)静电驱动微机械陀螺仪的基本结构设计与仿真。通过比较选型,确立多环结构为本陀螺仪的基本设计类型;利用计算机软件对器件进行模态分析,得到驱动模态的谐振频率为21052 Hz,敏感模态的谐振频率为21545 Hz;分析了阻尼对器件性能的影响,利用谐响应分析计算了不同固定阻尼比与器件振幅的关系;分析了外界冲击对器件性能的影响,利用瞬态动力学分析得到器件X轴可以承受最大加速度为8.842×105 g,Z轴可以承受最大加速度为1.9×106 g。(3)静电驱动微机械陀螺仪的MEMS工艺设计与流片实验。设计了基于SOI硅片的工艺并进行流片;优化了湿法刻蚀释放结构的工艺;分析了器件衬底漏电的机理,并利用计算机软件进行仿真计算;设计了基于硅玻璃键合的工艺并进行流片;优化了玻璃凹槽湿法刻蚀工艺设计与圆片键合工艺。(4)静电驱动微机械谐振器件的测试。分析了主要的几种MEMS谐振器件的测试方法;基于矢量网络分析仪、真空腔、跨阻放大器等设备,对器件进行扫频测试,得到驱动轴的谐振频率为23686.25 Hz,敏感轴的谐振频率为23980 Hz;基于静电调修原理,对器件施加2.5 V静电调修电压,两个模态的频率裂解从293.75 Hz下降到6.25 Hz,提高了器件的性能。(本文来源于《中国科学技术大学》期刊2019-05-20）
刘加凯[5]（2019）在《静电驱动MOEMS保险机构的设计与试验》一文中研究指出为了提高引信状态控制的安全性,增强其抵抗引信内、外强电磁干扰的能力,提出了一种应用于微小型引信安全系统的硅基微光机电保险机构。该机构采用光纤作为过程能量传输的载体,通过静电驱动方式实现对光纤光路错位与对准的控制,达到引信安全与解除保险的目的。设计了MOEMS保险机构的总体结构和耦合光路,并对它进行SOI+DRIE工艺设计和加工。通过开展静电微驱动器性能测试试验和光路性能测试试验得出,静电微驱动器能够实现130μm的大位移输出,MOEMS保险机构的解除保险时间和恢复保险时间分别为13 ms和5 ms,光能传输效率为46.1%。所设计的MOEMS保险机构能够满足功能要求,具备天然的抗电磁干扰能力,有效提高了引信的本征安全性。(本文来源于《光学精密工程》期刊2019年02期）
刘成[6]（2019）在《厚度形态误差下静电驱动微梁谐振器的力学性能研究和优化设计》一文中研究指出随着社会的飞速发展以及生活水平的不断提高,人们对微机电系统(MEMS)器件的需求越来越大。相比于传统机电系统,MEMS器件具有体积小、重量轻、功耗低、响应快、智能化等一系列优点。然而,MEMS器件也有它自身不可避免的问题。尺寸的减小,使得MEMS器件在加工制作方面产生了非常大的难度。在加工过程中,常常会由于过度蚀刻或蚀刻不足导致MEMS器件的形状发生变化,引起器件的力学性能改变。此外,随着MEMS器件的迅速发展,也会出现许多需要解决动力学问题。因此,全面考虑真实情况对MEMS器件数学模型的影响和深入研究其非线性动力学行为将有助于该器件的优化设计和应用拓展。静电驱动微梁谐振器是MEMS器件中一种典型的动态结构传感器,主要利用谐振器内部机械谐振特性而工作。然而此类结构存在明显的刚度非线性和静电力非线性,同时加工误差导致的形状变化也会对系统的非线性造成重要的影响。考虑误差以及非线性条件下微谐振器的力学特性,对于MEMS器件的设计与优化具有指导意义。本文以两端固支静电驱动微梁谐振器为研究对象,分别利用理论、数值和有限元方法研究单极板驱动和双极板驱动下厚度形态误差对静态吸合、非线性振动以及优化设计等方面的影响。具体研究内容和研究成果如下:(一)建立了考虑中性面拉伸和误差影响的单极板静电驱动微谐振器的连续体模型,利用伽辽金法和Newton-Cotes法将系统化简为单自由度模型,通过静态方程求出截面参数和极板间距对吸合效应的影响。求出了不同截面参数和极板间距下微谐振器的小幅振动情况。并初次探讨截面参数对大幅值振动的影响。(二)研究了双极板驱动下微谐振器的静动态特性。首先理论推导了无形态误差下的微梁系统的分岔情况,通过对比静态平衡点、等效固有频率和相空间流形随激励参数的变化来讨论厚度形态误差对分岔情况的影响。利用多尺度法求出厚度形态误差对系统小幅振动时软硬特性的影响,并以线性振动为优化条件对截面参数、直流电压和极板间距的关系进行了优化。(叁)研究了双参数方程控制下考虑厚度形态误差的微谐振器。此时微梁会出现关于中性面不对称的情况。考虑中性面拉伸,中性面弯曲和厚度形态误差建立了双极板静电驱动微梁谐振器的连续体模型。对静电力进行有限元分析,验证了理论结果的正确性。两方程参数改变对微谐振器静电力、吸合电压、吸合位置以及安全区域的影响被讨论。通过动态分析求出了两个方程参数满足系统为线性振动时的关系。并研究了在满足线性振动条件时微谐振器振动幅值和共振频率的变化。利用Simulink动力学仿真求出了系统的大幅值振动情况,发现当振幅增大到一定值后频响曲线会出现软硬过度行为,研究了截面参数变化对过渡点的影响,并给出直流电压、方程参数和软硬过渡点的关系方程式。(本文来源于《天津理工大学》期刊2019-01-01）
尚慧琳,胡立力,文永蓬[7]（2018）在《一类静电驱动双边电容型微谐振器振动系统的复杂动力学特性研究》一文中研究指出以一类静电驱动双侧平行板电容型微谐振器为研究对象,基于分岔理论研究微结构的复杂动力学行为的机制。通过分析微结构动力系统的静态分岔,发现直流偏置电压的增大会直接引起微结构的静态吸合。在此基础上获得系统的多稳态解的解析形式,解析预测与数值结果吻合,研究发现系统的振动跳跃来源于双平衡点失稳引起的多稳态现象。进而发现继续驱动交流电压幅值的增大则会引起微结构的混沌和吸合不稳定现象。该结果对静电驱动微谐振器的设计中如何避免出现复杂响应具有实际意义。(本文来源于《振动与冲击》期刊2018年24期）
芦非,孔胜利,袁艳琪[8]（2018）在《静电驱动微悬臂梁静态吸合特性的尺寸效应研究》一文中研究指出基于修正偶应力理论研究了静电驱动微悬臂梁在考虑Casimir力时的静态吸合特性。利用最小势能原理得到了微悬臂梁弯曲的控制方程和边界条件,应用广义微分求积法(GDQM)求解后得到静电驱动微悬臂梁吸合电压与无量纲吸合位移的数值解。结果表明,基于修正偶应力理论的静电驱动微悬臂梁的吸合电压明显高于经典理论值,表现出明显的尺寸效应;同时Casimir力降低了微悬臂梁的吸合电压与无量纲吸合位移。当微悬臂梁的初始间隙g远远大于其厚度h时,Casimir力的影响可以忽略不计。(本文来源于《机械强度》期刊2018年06期）
舒振[9]（2018）在《聚酰亚胺柔性静电驱动MEMS继电器的制作》一文中研究指出近年来,基于聚合物材料的柔性电子受到了广泛关注,在显示器、太阳能电池、传感器等领域具有广阔应用前景。MEMS(Micro electro mechanical systems)继电器在电路中起着控制、电路转换以及逻辑运算等作用,是电子器件中重要的电子元件。传统的基于硅等硬质材料的MEMS继电器无法用于柔性电子。为此,本文提出了一种基于聚酰亚胺的静电驱动型MEMS继电器的制作方法,继电器的基底和可动结构都是聚酰亚胺材料,使继电器具有良好的柔性。首先,对PW-1500S、FB-5410和ZKPI-520叁种不同型号的聚酰亚胺前驱体进行了一系列的对比实验,研究了不同型号聚酰亚胺薄膜经温度处理后弹性模量、硬度以及抗腐蚀性能的变化,比较了不同型号聚酰亚胺薄膜对温度的适应性,比较了叁种聚酰亚胺前驱体分辨率和图形质量。实验结果表明,PW-1500S型聚酰亚胺前驱体具有良好的综合性能,能满足实验的要求。其次,研究了PW-1500S型聚酰亚胺前驱体的成型工艺。研究了聚酰亚胺膜厚及均匀性与旋涂转速之间的关系,前烘参数对图形质量和曝光参数的影响。优化了聚酰亚胺前驱体的曝光参数。介绍了聚酰亚胺前驱体显影方法。研究了固化参数对聚酰亚胺薄膜弹性模量和硬度的影响。最后,开发了一种基于四掩模光刻工艺的继电器制作方法。讨论了制作过程中牺牲层结构的图形化方案,优化了第二层聚酰亚胺可动结构的固化工艺。对继电器的漏电流、驱动电压以及接触电阻等参数进行了测试。纳米压痕测试表明,聚酰亚胺基底上金薄膜的硬度为硅基底上的42%,聚酰亚胺基底能显着降低接触材料的有效硬度,进而有利于减小接触电阻。聚酰亚胺基底的MEMS继电器的接触电阻为硅基底继电器的46%。(本文来源于《大连理工大学》期刊2018-06-05）
朱军华,苏伟,刘人怀,宋芳芳,黄钦文[10]（2018）在《静电驱动阶梯型微悬臂梁吸合电压分析》一文中研究指出针对静电驱动微机电系统(Micro-electro-mechanical system,MEMS)器件中常见的阶梯型微悬臂梁结构,提出一种吸合电压的计算方法。基于欧拉梁理论和修正的偶应力理论,运用能量法推导出吸合电压理论模型。采用试函数与待定系数的积来表示微悬臂梁位移,利用泰勒展开来简化求解过程。通过与有限元结果对比来验证模型的正确有效性,讨论试函数的选取以及泰勒展开阶数的确定,并与传统质量弹簧模型方法进行对比,最后研究其吸合特性。结果表明,泰勒展开阶数取8时截断误差可以忽略,试函数选择阶梯型微悬臂梁位移函数,理论模型预测误差小于5%,预测结果明显优于传统方法。吸合电压随宽度比增加而单调递增,随长度比增加出现先减小后增加的变化现象,可为低驱动电压MEMS器件设计提供参考。该理论模型中考虑了边缘场效应、尺度效应的影响,可应用于微纳米尺度的微悬臂梁的吸合电压预测。(本文来源于《机械工程学报》期刊2018年08期）
静电驱动论文开题报告
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
基于修正偶应力理论研究了静电驱动微浅拱梁在考虑Casimir力时的跳跃和吸合特性。利用最小势能原理得到了微浅拱梁弯曲的控制方程和边界条件,应用广义微分求积法(GDQM)和广义积分求积法(GIQM)求解得到静电驱动微浅拱梁跳跃电压和吸合电压以及无量纲跳跃位移和吸合位移的数值解。结果表明,静电驱动微浅拱梁的跳跃特性和吸合特性具有明显的尺寸效应;基于修正偶应力理论的静电驱动微浅拱梁的跳跃和吸合电压低于经典理论值;Casimir力降低了微浅拱梁的跳跃和吸合电压以及无量纲跳跃和吸合位移;微浅拱梁初始拱高对其跳跃和吸合特性有着重要的影响。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
静电驱动论文参考文献
[1].肖奇军,罗忠辉.电磁悬浮静电驱动旋转微镜控制系统设计[J].光学精密工程.2019
[2].袁艳琪,孔胜利,芦非.静电驱动微浅拱梁跳跃和吸合特性的尺寸效应研究[J].机械强度.2019
[3].李文睿.应用于外腔可调谐半导体激光器的MEMS静电驱动设计与仿真[D].山东大学.2019
[4].张林欣.静电驱动微机械陀螺仪的研究[D].中国科学技术大学.2019
[5].刘加凯.静电驱动MOEMS保险机构的设计与试验[J].光学精密工程.2019
[6].刘成.厚度形态误差下静电驱动微梁谐振器的力学性能研究和优化设计[D].天津理工大学.2019
[7].尚慧琳,胡立力,文永蓬.一类静电驱动双边电容型微谐振器振动系统的复杂动力学特性研究[J].振动与冲击.2018
[8].芦非,孔胜利,袁艳琪.静电驱动微悬臂梁静态吸合特性的尺寸效应研究[J].机械强度.2018
[9].舒振.聚酰亚胺柔性静电驱动MEMS继电器的制作[D].大连理工大学.2018
[10].朱军华,苏伟,刘人怀,宋芳芳,黄钦文.静电驱动阶梯型微悬臂梁吸合电压分析[J].机械工程学报.2018
论文知识图
