Liapunov-stabile Steuerung von Mikrospiegeln mittels inverser Dynamik

摘要

Basierend auf einem einheitlichen mathematischen Zugang zur Modellierung von elektromechanischen Systemen (EMS) wird eine Methode vorgestellt, um die mechanische Bewegung eines elektrostatisch angetriebenen Mikrospiegels auf einer Sollbahn stabil zu steuern. Fur einen solchen Spiegel wird zunachst ein dynamisches Modell entworfen, das neben mechanischem und elektrischem Teilsystem auch deren Wechselwirkungen untereinander beschreibt. Mit Hilfe des Dynamiksimulationswerkzeugs fur mechatronische Systeme alaska werden die entsprechenden Bewegungsgleichungen automatisch generiert, die dann die Grundlage fur eine Ljapunov-stabile Steuerung des Spiegels bilden. Die dazu notwendige inverse Dynamik wird in drei Schritten durchgefuhrt: die inverse Dynamik fur das mechanische Teilsystem, die Berechnung von geeigneten Ladungen zur ausschliesslich elektrischen Erzeugung der Steuerkrafte und die inverse Dynamik fur das elektrische Teilsystem. Die Resultate zeigen die Brauchbarkeit des verwendeten Verfahrens.