کنترل فیدبک غیرخطی میکرورزوناتور دو سرگیردار با صفحه tشکل میانی تحت تحریک الکترواستاتیک

در این مقاله طراحی کنترلر برای میکرورزوناتور دو سر درگیر با جرم tشکل مورد بررسی قرار گرفته است. نیروی الکترواستاتیک با اعمال ولتاژ الکتریکی بین قسمت افقی جرم tشکل و صفحه الکترود مقابل آن به وجود می‌آید. در این تحقیق، تیر دو سر گیر دار به صورت تیر اویلر - برنولی و جرم t - شکل به صورت جسم صلب در نظر گرفته شده است. معادلات حرکت با استفاده از روش لاگرانژ محاسبه شده‌اند. معادلات جداسازی شده با بهره گیری از روش اغتشاشات (مقیاس های چندگانه) حل شده‌اند. جهت بهبود رفتار دینامیکی سیستم، کنترل فیدبک غیر خطی ارائه شده است. هدف این کنترلر این است که سیستم همانند یک سیستم ارتعاشی یک درجه آزادی خود تحریک مانند ون در پل که خصوصیات ویژه ای در فیلتر پاسخ فرکانسی دینامیکی دارد، رفتار کند. دو سیستم کنترلی به صورت فیدبک نقطه ای و فیدبک گسترده بر روی میکروسیستم اعمال می‌شود و اثر آن بر روی فرکانس رزونانسی غیر خطی و دامنه فرکانسی بررسی می‌شود. نتایج نشان می‌دهد که با تنظیم مقادیر بهره های کنترلر، دامنه کاهش می‌یابد و میزان شیفت رزونانسی کم می‌شود و به ازای مقادیر خاص بهره ها رفتار میکروسیستم همانند رفتار سیستم ارتعاشی ون در پل می‌شود.

Nonlinear feedback controller of electrostatically actuated clamped-clamped microresonator with T-shaped plate

In this study, control design of a T shaped mass connected to the clampedclamped microbeam excited by electrostatic actuation is investigated. The actuation force is generated by applying an electric voltage between the horizontal part of T shaped mass and an opposite electrode plate. In this model, the microbeam is modeled by EulerBernoulli theory as a continuous beam. The Tshaped assembly connected to the the microbeam is assumed as a rigid body and nonlinear effect of electrostatic force is considered. Equations of motion and associated boundary condition are derived using the Lagrange rsquo;s principle. The differential equation of nonlinear vibration around the static position is discretized using Galerkin method.. The discretized equations are solved by the perturbation theory. To improve the dynamics behavior of systems, nonlinear control feedback has been presented. The controller regulates the pass band of microcantilever and analytically approximate the nonlinear resonance frequency and amplitudes of the periodic solutions when the microcantilever is subjected to one point and fully distributed feedback forces. The results of paper may be used for improving the design of mass sensors based on nonlinear jump phenomena.