بهینه سازی ساختارمیکروفن خازنی جدید با دیافراگم قورباغه ای جهت افزایش حساسیت و کاهش ولتاژ تغذیه

در این مقاله هندسه و ابعاد یک میکروفن خازنی جدید قورباغه‌ای شکل با استفاده از الگوریتم تجمع ذرات (PSO) برای کاهش ولتاژ تغدیه و افزایش حساسیت بهینه‌سازی شده است. الگوریتم تجمع ذرات روش بهینه سازی تصادفی مبتنی بر جمعیت است که از رفتار اجتماعی پرندگان الهام گرفته‌است که برای حل فضاهای طراحی پیچیده و چندجانبه مورد استفاده قرار می‌گیرد. روش پیشنهادی در این مقاله می‌تواند با بسیاری از طراحی‌های قطعات ماشینکاری میکرونی دیگر سازگار باشد.این رویکرد نشان دهنده بهبودهایی نسبت به طرح‌های قبلی است که از شیوه طراحی معمول (روش‌های تقریبی مبتنی بر سعی و خطا) ساخته می‌شدند. باتوجه به‌این‌که عملکرد میکروفن از جهات مختلف مورد مطالعه قرارمی‌گیرد و پارامترهای طراحی مختلف در مصالحه با یکدیگرند، تعریف تابع هدفی چندمنظوره بسیار مهم است. در این کار، ما تابع هدف را به‌گونه‌ای تعریف کرده‌ایم که هر سه فاکتور فرکانس تشدید، ولتاژ کشش و حساسیت مکانیکی به‌طور همزمان در نظرگرفته شوند. نتایج نشان می‌دهد که میکروفن طراحی شده از عملکرد مطلوبی برخوردار است. درواقع تنها با انتخاب ابعاد بهینه برای طول و عرض بازوها، حساسیت مکانیکی ساختار حدود 4 برابر و حساسیت مدارباز به 2 برابرنسبت به طرحهای پیشین افزایش یافته است و مقدار ولتاژ کشش نیزتقریبا به نصف کاهش یافته است.