این سایت در حال حاضر پشتیبانی نمی شود و امکان دارد داده های نشریات بروز نباشند
مهندسی مکانیک امیرکبیر، جلد ۴۹، شماره ۴، صفحات ۱۳۱-۱۴۰
عنوان فارسی کنترل بهینه میکروصفحه متصل به انتهای میکرو تیر یکسر درگیر تحت تحریک الکترواستاتیک
چکیده فارسی مقاله این مقاله، به طراحی کنترل بهینه برای میراسازی ارتعاشات یک مدل میکروسیستم تحت تحریک الکترو استاتیک غیر خطی می پردازد. هدف، استفاده از روش های ممکن برای کاهش فراجهش ماکزیمم، زمان نشست و به تاخیر انداختن پولین در مدل کنترلی ارائه شده می باشد. این مدل از یک میکرو صفحه تحت تحریک الکترواستاتیک که به صورت ┴ شکل به انتهای میکروتیر یک سر درگیر متصل شده؛ تشکیل شده است. نیروی الکترواستاتیک ناشی از اعمال ولتاژ الکتریکی بین میکروصفحه متصل به انتهای میکرو تیر و یک صفحه الکترود که مقابل آن قرار می گیرد؛ ایجاد می شود. در این مدل میکروتیر یکسر درگیر به صورت تیر پیوسته ای در نظر گرفته شده که از تئوری تیر اویلر برنولی پیروی می کند. امکان استفاده از مدل اویلر با توجه به ابعاد تیر مورد مطالعه فراهم می باشد. مجموعه ی┴ شکل متصل به انتهای تیر به صورت جسم صلب و نیروی الکترو استاتیک به صورت تابعی غیرخطی از جابجایی و ولتاژ اعمالی بین میکروصفحه و الکترود مقابلش در نظر گرفته شده است. معادلات حرکت و شرایط مرزی آن با استفاده از قانون دوم نیوتن استخراج می شوند. جهت استخراج فضای حالت و کنترل حلقه بسته آن، معادلات با حل دقیق تبدیل به دو معادله دیفرانسیل معمولی گشته و حول نقطه کاری خطی سازی شده اند. معادلات حالت خطی شده توسط روش بهینه سازی LQR به منظور کاهش مصرف انرژی و افزایش دقت بهینه سازی گشته اند. با توجه به میزان ارتعاشات تیر ثابت گشته است که خطی سازی حول نقطه ی تعادل دارای دقت کافی می باشد. نهایتا میزان تاثیر و عملکرد روش های کنترلی ارائه شده با مقایسه با مدل حلقه باز مورد ارزیابی قرار گرفته است. تمامی معادلات و مدلسازی ها توسط شبیه سازی در نرم افزار MATLAB و انجام تحلیل ها ی مقایسه ای مورد صحه سنجی قرار گرفته اند.کلمات کلیدی کنترل بهینه ، الکترواستاتیک،روش دقیق، کنترل بهینه، تیر اویلر _ برنولی، سیستم الکترومکانیکال
کلیدواژه‌های فارسی مقاله
عنوان انگلیسی Optimal Control of electrostatically actuated micro-plate attached to the end of microcantilever
چکیده انگلیسی مقاله An Optimal control is designed for damping the unwanted vibration of an electro-statically actuated micro-system. The goal is using feasible methods to postpone the pull-in and decreasing settling time and overshoot of the response. This configuration consists of an electro-statically actuated micro-plate attached to the end of a micro-cantilever. The DC voltage is applied between the micro-plate and the opposite electrode micro-plate. This DC voltage causes an electrostatic force. In this model micro-cantilever is considered as a continuous medium for which Euler-Bernoulli beam theory can be implemented. This assumtion is valid as a result of the dimensions of the destined micro-plate. The plate is considered as a rigid body, and the electrostatic force is a nonlinear function of the displacement and the applied voltage underneath the micro-plate. The equation of motion is derived using Newton’s second law. In order to extract the corresponding state space and control the system in a closed loop way, exact method is used to reduce related PDE of the systems into a set of two ODEs and the resultant state space is linearized about the operating point. The linearized state space is then optimized using LQR. Optimization is done to compromise between accuracy and energy consumption. Also the time is free and there is no limitation on the period of controlling optimization. Efficiency and applicability of the mentioned controller is investigated using comparative analyzing method. All of the mentioned models and formulations are verified by conducting some simulation scenarios is MATALB. The correctness of the model is verified by the aid of previous researches while the efficiency of the destined optimal controller is proved by comparing the results with pole placement method. It is shown that the designed controller can successfully damp the unwanted vibrations of the micro-plate.Keywords: Optimal Control, Electrostatic, exact method, Euler-Bernoulli beam, Micro electromechanical systems(MEMS)
کلیدواژه‌های انگلیسی مقاله
نویسندگان مقاله حامی تورجی زاده |
استادیار گروه مکانیک- دانشکده فنی مهندسی - دانشگاه خوارزمی

مهشاد کریمان |
دانشجوی کارشناسی ارشد دانشگاه خوارزمی

بهنام فیروزی |
کارشناس ارشد دانشگاه خوارزمی

مهدی زمانیان |
استادیار گروه مکانیک دانشگاه خوارزمی

نشانی اینترنتی
فایل مقاله فایلی برای مقاله ذخیره نشده است
کد مقاله (doi)
زبان مقاله منتشر شده fa
موضوعات مقاله منتشر شده
نوع مقاله منتشر شده
برگشت به: صفحه اول پایگاه   |   نسخه مرتبط   |   نشریه مرتبط   |   فهرست نشریات