كنترل بهينه ميكروصفحه متصل به انتهاي ميكرو تير يك سر درگير تحت تحريك الكترواستاتيك

اين مقاله، به طراحي كنترل كنندۀ بهينه براي ميراسازي ارتعاشات يك مدل ميكروسامانه تحت تحريك الكترواستاتيك غيرخطي مي پردازد. هدف، استفاده از روشهاي ممكن براي كاهش فراجهش بيشينه و زمان نشست در مدل كنترلي ارائه شده مي باشد. اين مدل از يك ميكرو صفحه تحت تحريك الكترواستاتيك كه به صورت ┴ شكل به انتهاي ميكروتير يك سر درگيرمتصل شده، تشكيل شده است. نيروي الكترواستاتيك ناشي از اعمال ولتاژ الكتريكي بين ميكروصفحه متصل به انتهاي ميكرو تير و يك صفحه الكترود كه مقابل آن قرار مي گيرد، ايجاد مي شود. در اين مدل ميكروتير يك سر درگير به صورت تير پيوست هاي درنظرگرفته شده كه از نظريۀ تير اويلر برنولي پيروي مي كند. مجموعۀ ┴ شكل متصل به انتهاي تير به صورت جسم صلب و نيروي الكترواستاتيك به صورت تابعي غيرخطي از جابه جايي و ولتاژ اعمالي بين ميكروصفحه و الكترود مقابلش درنظرگرفته شده است. معادلات حركت و شرايط مرزي آن با استفاده از قانون دوم نيوتن استخراج مي شوند. جهت استخراج فضاي حالت و كنترل حلقه بسته آن، معادلات با حل دقيق تبديل به دو معادله ديفرانسيل معمولي گشته و حول نقطه كاري خطي سازي شده اند. معادلات حالت خطي شده توسط روش بهينه سازي تنظيم كننده خطي درجه دوم (LQR) به منظور كاهش مصرف انرژي و افزايش دقت بهينه سازي گشته اند. درنهايت ميزان تأثير و عملكرد روشهاي كنترلي ارائه شده با مقايسه با مدل حلقه باز مورد ارزيابي قرار گرفته است.