بهینه‌سازی ساختار خازن‌های متغیر میکروالکترومکانیکی با تحریک الکتروستاتیکی به روش مهاجرت اعضا

با توجه به نقش خازن‌های الکتریکی متغیر در افزایش دقت تجهیزات الکتریکی، پیشرفت روزافزونی در طراحی و ساخت آن‌ها به وجود آمده است. با وجود تمام پیشرفت‌ها، دستیابی همزمان به خازن متغیر با ولتاژ تحریک پایین، زمان نشست کوتاه، دامنه تغییرات زیاد ظرفیت الکتریکی، اندازه کوچکتر و طول عمر طولانی هنوز امری دشوار است. برای غلبه بر این محدودیت‌ها بهینه‌سازی در طراحی خازن‌ها اهمیت ویژه‌ای می‌یابد. در این مقاله، طراحی یک خازن متغیر میکروالکترومکانیکی با تحریک الکتروستاتیکی، شامل قسمت‌های مدل‌سازی، شبیه‌سازی و بهینه‌سازی ساختار انجام شده است. بهینه‌سازی در ساختار با الگوریتم جدید مهاجرت اعضا انجام شده، که برخلاف روش‌های مشتق پایه، بهینه‌ی مطلق را بدست می‌دهد. همچنین با برقراری ارتباط بین نرم‌افزارهای ansys و matlab، نرم‌افزاری تهیه شده که قابلیت انجام طراحی هر گونه ساختار خازن متغیر میکروالکترومکانیکی دو صفحه‌ای با تحریک الکتروستاتیکی را دارا است، به طوری که فقط کافی است معیارهای مورد نظر طراح از جمله ماکزیمم ولتاژ تحریک، خازن اولیه، و محدوده‌ی مجاز ابعاد ساختار به برنامه داده شود، تا با واگذاری بقیه فرآیند به برنامه، طراحی و ابعاد بهینه‌ی ساختار معلوم گردد. نتایج شبیه‌سازی نشان می‌دهد که محدوده‌ی تنظیم خازنی 50%، با مقدار ولتاژ تحریک کمتری نسبت به کارهای دیگر، بدست می‌آید.