基于电容式微机械声学传感的纳米梁非线性振动控制
2020-06-13刘灿昌孔维旭黎德祥周英超
万 磊, 刘灿昌, 孔维旭, 黎德祥, 周英超
(山东理工大学交通与车辆工程学院,淄博 255049)
随着纳机电系统(nano-electromechanical systems,NEMS)研究的快速发展,纳机电系统的振动控制越来越引起相关研究人员的注意。纳米梁在振动时容易产生多值等非线性现象,影响纳机电系统的工作稳定性。因此,纳米梁的非线性振动控制成为纳机电系统的一个重要研究方向[1]。
目前针对电容式微机械声学传感器(capacitive micro-mechanical acoustic sensors,CMUT)的研究也越来越多。张睿等[2]开展了对CMUT动态性能的仿真与测试。Mukhiya等[3]通过实验验证了在挤压膜阻尼现象下具有频移的单个六边形单元的特性。Sangjun等[4]研究了具有低偏置电压的CMUT有作为便携式化学传感器系统关键部件的潜力。Khan等[5]提出一种机载塌陷电容微机械超声换能器作为一种实用的超声换能器。张丹丹[6]研究了一种可以有效处理超声波信号的CMUT样品。卓文军等[7]对电容式机械超声阵列尺寸进行了优化。张慧等[8]对电容式微超声换能器阵列进行了一系列实验研究。Engholm等[9]介绍了两个换能器阵列探头的特性。
近年来,对于纳机电系统的非线性振动分析与控制研究取得较大的进展。Liu等[10]研究得到了纳米梁谐波激励主共振的最优控制。杨晓东等[11]分析了基于非局部效应两端铰支纳米梁的横向非线性振动。Khaniki等[12]分析了嵌入变化非线性弹性环境中的纳米梁。Bornassi等[13]建立了纳米器件在静电力和分子间力作用下的运动方程并进行求解。Beni等[14]对梁式纳机电系统的静态不稳定性进行了理论研究。……
