面向器件行为的MEMS宏建模方法研究

摘要

本文针对典型的MEMS器件,研究了三种不同适应条件下的半解析宏建模方法,即在原MEMS器件(或子系统)数值计算基础上,通过一定的降阶算法得到解析宏模型.论文结合扭转微镜、微梁、电容式压力传感器等典型MEMS器件对三种宏建模方法的适应性和有效性进行了分析.

目录

文摘

英文文摘

第1章绪论

1.1微机电系统(MEMS)的集成设计技术

1.2 MEMS宏建模研究及现状

1.3论文的研究意义

1.4论文的主要研究内容

第2章基于线性模态叠加的MEMS器件宏建模

2.1基于模态叠加的宏建模方法

2.1.1模态叠加理论

2.1.2描述保守能量域耦合系统的Lagrange方程

2.2微镜的宏模型

2.2.1微镜原型

2.2.2宏模型的获取

2.2.3微镜宏模型的时域分析

2.2.4微镜宏模型的频域分析

2.3本章小结

第3章基于Arnoldi算法的弱非线性MEMS器件宏建模

3.1基于Arnoldi算法的宏建模方法

3.1.1系统的状态方程数学模型

3.1.2线性系统的Arnoldi算法

3.1.3弱非线性系统的Taylor展开和Arnoldi算法

3.2微梁的宏模型

3.2.1微梁原型

3.2.2原始系统状态方程的建立

3.2.3微梁宏模型的获取

3.2.4宏模型的结果分析

3.3本章小结

第4章基于KL分解的非线性MEMS器件宏建模

4.1基于KL分解的宏建模方法

4.1.1Karhunen-Loeve分解

4.1.2 Galerkin方法

4.2微型压力传感器的宏模型

4.2.1微型压力传感器原型

4.2.2基于KL分解的宏建模

4.2.3宏模型的结果分析

4.3本章小结

第5章总结与展望

5.1总结

5.2展望

发表论文及科研情况

致谢

参考文献

西北工业大学学位论文知识产权声明书和西北工业大学学位论文原创性声明