طراحی کنترل کننده ی فازی بهینه برای پایدارسازی ورای ناپایداری کششی در میکروصفحه های دایره ای

میکروصفحه های دایره ای با توجه به هندسه ی خاصی که دارند، در سیستم های میکروالکترومکانیکی مانند میکروپمپ ها و مبدل های فراصوتی، مورد استفاده قرار می گیرند. یکی از مهم ترین مشکل های کار با میکرومحرک های الکترواستاتیک، وقوع پدیده ی ناپایداری کششی است که مانع از ایجاد جابجایی های بزرگ می شود. با طراحی کنترل کننده ی مناسب، می توان میکرومحرک را در موقعیت های فراتر از ناپایداری کششی نیز پایدار کرد. در این پژوهش، کنترل موقعیت میکرومحرک الکترواستاتیکی تشکیل شده از دو صفحه ی دایره ای با تکیه گاه گیردار، مورد نظر است. این کار با هدف افزایش بازه ی حرکتی میکرومحرک و تسریع در اجرای فرمان، انجام می شود. با توجه به عدم قطعیت مقادیر پارامترهای مسئله و به منظور در نظر گرفتن خطای مدل سازی، از کنترل کننده ی فازی استفاده شده است. ابتدا با فرض غالب بودن مود اول ارتعاشات و با استفاده از روش لاگرانژ، معادله ی حاکم بر ارتعاشات صفحه ها به دست آمده است. با استفاده از شبیه سازی های استاتیکی و دینامیکی مسئله، پایگاه قواعد فازی نوشته شده است. به منظور تسریع در اجرای فرمان کنترلی، ضرایب کنترل کننده ی فازی با استفاده از الگوریتم ژنتیک، بهینه شده اند. در انتها، با تکرار فرایند بهینه سازی برای موقعیت های مختلف میکرومحرک، رابطه ای برای بیشینه ی ولتاژ اعمال شده برحسب موقعیت موردنظر، به دست آمده است. عملکرد کنترل کننده ی فازی به همراه رابطه ی به دست آمده، هنگام اجرای فرمان های پله، پله ی چندگانه و چیرپ ترسیم شده است. نتایج به دست آمده نشان می دهند که اهداف پژوهش به خوبی برآورده شده اند.

کلیدواژه ها:

Double Circular Micro-plates ، Beyond Pull-in Stabilization ، Fuzzy Control ، Optimization ، Electrostatic Actuator ، جفت میکروصفحه ی دایره ای ، پایدارسازی ورای ناپایداری کششی ، کنترل فازی ، بهینه سازی ، محرک الکترواستاتیکی