静电微驱动器的高阶自激振动与数值仿真

摘要

相较于传统静电微驱动器,基于自激振动的静电微驱动器具有输出位移更大的优点,并且工作过程中出现高阶振动现象.为了对高阶振动进行研究,对其进行数值仿真.根据驱动器中的悬臂梁是否与电极发生接触,悬臂梁的振动被分成两个阶段.当悬臂梁与电极发生碰撞时,利用动量平衡法建立碰撞模型.当悬臂梁在电极之间振动时,利用欧拉—伯努利梁的弯曲方程求解.通过MATLAB的数值方法求解控制方程,计算不同时刻的挠度—位置曲线.数值仿真求解得到的振型与试验中观察到的对应相同,数值仿真中也观察到了试验中出现的频率跳跃现象.