RF MEMS开关吸合时间Runge-Kutta求解

建立桥模式RFMEMS开关的非线性振动微分方程,充分考虑由微加工工艺产生的残余应力的影响。给出Runge-Kutta方法求解流程图,并进行实例计算。计算结果与相关文献吻合。     

静电排斥驱动六边形MEMS微镜

为消除静电吸引型微镜因存在静电吸合效应而导致的短路现象,基于电场的非均匀分布可以产生静电排斥力的原理,设计了一种静电排斥型六边形微机械反射镜.微镜包含7组驱动电极,最大的一组驱动电极由镜面和其正下方的六边形下电极组成,其他6组分别位于微镜的各条边上,其中3组为梳齿结构,另外3组为U形弹簧,镜面由3组U形弹簧支撑.利用有限元软件对微镜频率响应和暂态响应特性进行了仿真,结果表明谐振频率高达7kHz,暂态响应时间小于0.0003s.利用表面硅工艺加工出了样片,并用白光干涉仪对其静态位移特性进行了测试,在50V直流电压下微镜位移量为0.7μm.由结果可知该微镜可消除静电吸合效应.故该微镜不仅可用于对反射光进行光程和相位的调制,也可用于自适应光学系统中波前畸变的校正.     

电压调谐梳状线带通滤波器的设计

研究用梳状线滤波器的原理设计可调谐带通滤波器的问题,通过改变加载的变容二极管的电容,实现该带通滤波器中心频率的变化。仿真优化设计了一个950MHz-1450MHz的电压调谐带通滤波器。     

陷波滤波器谐振抑制参数优化方法

针对伺服系统谐振抑制中,陷波滤波器的深度和宽度不合理而使谐振抑制不理想的问题,提出陷波滤波器谐振抑制参数优化方法。利用速度偏差的FFT变换得到谐振频谱图,以最大幅值处的频率确定陷波频率;在频谱图上以曲线任意点的幅值与最大幅值的比值确定深度参数,并且以所对应的频率与谐振频率的宽度确定宽度参数;为了保证参数的合理性,以滤波后谐振频率处的幅值为适应度,利用改进粒子群优化算法对陷波深度和宽度参数进行优化,避免因噪声干扰和负载变化而使陷波参数陷入局部最优。实验结果表明：该方法能在线分析机械谐振并且匹配最优参数,可以大幅度降低机械谐振。     

MEMS CAD系统及其关键技术研究

针对MEMS器件及系统本身的特点和设计方式，构建了MEMS CAD软件系统的结构，并描述了系统中各模块的功能。对当前MEMS CAD系统亟待解决的关键技术，如数值计算方法、多能量域耦合仿真、宏模型建立、版图综合、工艺自动生成和优化以及多领域专家协同设计等问题进行了详细的论述，指出了各项技术的研究进展和发展方向。     

复合式流体滤波器的衰减性能分析

摘要：液压系统压力脉动对执行机构精度与性能具有很大影响,因而压力脉动衰减与抑制有重要意义。基于电液比拟的方法,结合K型和H型各自的滤波特点,提出一种以K型和H型串联的分支谐振滤波器,建立了流体滤波器的等效电路图。结合液压系统的特性,分析新型复合式流体滤波器结构参数和管道长度对插入损失的影响。数值仿真表明：该衰减器有两个衰减峰值,低频衰减由H型部分主导,高频与K型部分相关,加装衰减器应靠近负载。结合实际工况,合理的选择结构参数,可以达到宽频的效果。     

压电悬臂梁机电耦合系统的建模及动力学特性分析

基于压电能量采集器中最为经典的压电悬臂梁模型展开研究。考虑悬臂梁的阵型信息和轴向应变分布,这导致与梁耦合的压电片的电边界条件复杂。分别基于均匀电场分布和均匀电位移分布的两种不同电边界条件,深入探讨压电悬臂梁的机电耦合原理和耦合特性,并建立机电耦合系统的数学模型;在传统一阶能量采集电路的基础上,在电路中加入电感,建立二阶电路,并改进数学模型;对于加入电感后的模型,2阶电路可以与其耦合的n自由度机械系统共同构成一个n+1自由度系统,从而可对耦合系统进行系统整体的仿真分析,同时深入研究不同电路元件对系统采集效率的影响,发现电感的加入可极大提高系统能量采集效率。     

残余应力对RF MEMS开关谐振频率偏移的影响

由沉积工艺产生的残余应力对RF MEMS开关的动态特性有重要影响。利用变量分离法推导出桥模式RF MEMS开关的频率方程组。给出二分法求解频率方程的流程图,并进行实例计算。计算结果表明,残余应力引起的频率偏移随着t/L的减小而增加;残余应力与频率偏移之间呈现出明显的非线性特性。     

振动试验机电传递函数的结构动特性分析

在振动试验中,应用试验件与振动台台面组成大系统的建模方法,建立振动台的台面控制加速度与驱动电压之间的机电传递函数,分析试验件固支模态频率与机电传递函数零点体系之间的对应关系,当将振动控制仪的驱动电压看作为整个系统的广义激励时,试验件的固有频率可以在只有台面控制加速度的情况下得到辨识。最后以π形钢梁的振动试验结果验证了该方法的正确性。     

基于MEMS的结构振动无线传感器研究

针对结构振动监测现场传感器布线困难的问题，提出了一种基于MEMS微加速度计的可编程无线振动传感器集成设计方法，并进行了模拟试验。     

耦合玻纤取向的空滤器模态仿真分析

空滤器本体通常使用的PP+GF30材料为具有各向异性力学特性,针对其振动噪声问题,若使用常规的均质材料模型进行模态计算会产生较大的误差,在模态分析中引入注塑玻纤参量可以得到更加真实的结果.平均场理论在此类问题中使用较多,其具有简洁高效而不失精度的优点.首先,对空滤器上、下壳体进行模流分析;其次,通过软件接口导出玻纤分布...     

电讯系统中硅微机械谐振器/滤波器通带灵敏度分析

以静电梳驱动折叠梁硅微机械谐振器为研究对象，在建立硅微机械谐振器振动方程的基础上，导出了幅频函数、相频函数对固有频率相对误差、品质因数相对误差的灵敏度表达式，重点分析了固有频率相对误差、品质因数相对误差在中心频率处、3dB截止频率处对幅频特性、相频特性的影响，以及对常用的3dB通带带宽的影响，得出了一些重要的结论。     

Ka波段DMTL移相器用RFMEMS电容式并联开关研制(英文)

本文设计并制作了一种用于Ka波段分布式MEMS传输线(DMTL)移相器的MEMS电容式并联开关.通过理论计算和工程经验,大致定义了开关的结构尺寸.采用HFSS软件建立了开关的三维电磁场模型并优化了关键结构参数.仿真表明:开关在Ka波段插入损耗小于0.15 dB,回波损耗大于15 dB.采用CoventorWare软件进行了开关的机电耦合仿真,得出其驱动电压为2.1 V.为了满足流片单位表面微加工工艺的约束,对开关的设计版图和微加工工艺进行了多轮改进,得到初步的MEMS电容式并联开关工艺样品.单个MEMS开关的动态特性测试结果表明:施加36 V驱动电压时,微桥下拉的高度约为2μm.测得的36 V驱动电压与初始设计的2.1 V有较大的差异,原因在于限于流片单位的工艺约束,临时修改了结构设计,主要变化是增加了微桥的高度以及微桥(即上电极)与下电极之间的初始间距.     

新型双向加载MEMS微执行器动力学分析

传统横向单向加载MEMS静电微执行器存在位移过小或驱动电压过大等问题.本文提出一种纵横双向加载的新型硅基静电执行器模型.基于拉格朗日-麦克斯韦方程建立了微执行器动力方程,分析了边缘漏电场对静电力的影响,基于龙格-库塔算法将所有轴向载荷等效为轴向集中载荷,并分别仿真得到了变形与驱动电压、调节电压和轴向挤压量之间的关系,结果表明当驱动电压仅为16 V时,位移高达10.861μm,远大于目前传统横向加载单向变形微执行器的位移量.通过微型制造工艺加工了微执行器,利用高频信号采集了横向极板间的电压变化量,验证了仿真结果.     

适用于微机电系统的自适应红外探测器的可调谐滤光器设计与开发

微机电系统与高品质红外探测技术联合运用为国防、商业、通信、生物医学检测及环境监测等许多应用领域面临的一系列具有挑战性的问题提供了唯一可行的解决方案．可调谐法布里．玻罗滤光片是适用于微机电系统的红外探测器的核心部件．滤光片的结构设计和关键结构件的材料对于滤光片的性能和整个装置的完善性有重要影响．阐述了利用有限元建模进行法布里-玻罗滤光片机械设计和分析的方法．报告了滤光片的结构材料——用低温等离子增强化学沉积法制造的氮化硅的结构表征和机械性能测定方法和结果．最后展示了一些所制作的滤光片阵列．     

一种高制动效率大角度硅扭转微镜MEMS光开关的设计

提出了一种利用静电力制动扭转梁带动微镜旋转,从而实现二维开关功能的MEMS光开关.使用ANSYS和COVENTOR软件对器件结构进行了模态、静态和瞬态分析,并对微镜制动梳齿的位置、器件的尺寸和扭转梁结构进行了优化.通过在微镜下方设计大空腔实现微镜90°的大角度扭转,使用新型衬底梳齿和结合扭转梁设计实现高静电制动效率,将制动电压降至18V.引入背面梳齿提高开关响应速度,模拟结果表明,光开关具有毫秒量级响应时间.与其他设计相比,该设计的微镜具有扭转角度大、制动效率高且开关速度较快的优点.     

发动机激励引起的车内结构噪声研究

在MSC.Nastran中建立某微型车动力总成系统刚体模型,将刚体模型与有限元柔体车架连接,考虑柔性体对动力总成刚体模态的影响,计算发动机二阶惯性激励随转速变化引起的车内结构噪声。通过板件贡献量分析,评价并确定对声压贡献突出的板件。根据分析结果提出相应的改进措施,降低发动机激励引起的车内噪声。