کنترل بهینه میکروصفحه متصل به انتهای میکرو تیر یک سر درگیر تحت تحریک الکترواستاتیک

این مقاله، به طراحی کنترل کنندۀ بهینه برای میراسازی ارتعاشات یک مدل میکروسامانه تحت تحریک الکترواستاتیک غیرخطی می پردازد. هدف، استفاده از روشهای ممکن برای کاهش فراجهش بیشینه و زمان نشست 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 درگیرمتصل 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 یک سر درگیر به صورت تیر پیوست های درنظرگرفته شده که از نظریۀ تیر اویلر برنولی پیروی می کند. مجموعۀ ┴ شکل متصل به انتهای تیر به صورت جسم صلب و نیروی الکترواستاتیک به صورت تابعی غیرخطی از جابه جایی و ولتاژ اعمالی بین میکروصفحه و الکترود مقابلش درنظرگرفته 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 تنظیم کننده خطی درجه دوم (lqr) به منظور کاهش مصرف انرژی و افزایش دقت بهینه سازی گشته اند. درنهایت میزان تاثیر و عملکرد روشهای کنترلی ارائه شده با مقایسه با مدل حلقه باز مورد ارزیابی قرار گرفته است.