تحلیل دینامیکی و کنترل غیرخطی عملگرهای پیچشی نانوالکتروستاتیک با اثر واندروالس

سیستمهای نانو الکترومکانیکی به علت خواص بسیار عالی و تواناییهایشان اخیراً مورد توجه زیادی قرار گرفته اند. عملگر پیچشی نانوالکتروستاتیک یکی از ادوات پر کاربرد در این سیستمها می باشد. عملگر پیچشی نانوالکتروستاتیک مورد تحلیل در این پایان نامه علاوه بر کاربرد در میکروسکوپ نیروی اتمی در وسائل ارتباطات نوری، اسکنهای لیزری، مدولاتورهای سبک، عملگرها و حسگرهای مورد استفاده در صنعت هوا فضا کاربرد دارد. طی این پروژه به منظور جلوگیری از پدیده پولین که یکی از پارامترهای مهم در طراحی عملگرهای پیچشی نانوالکتروستاتیک می باشد از کنترلر مود لغزشی و کنترلر مبتنی بر مدل دینامیکی (mba) استفاده شده و با کنترل گشتاور الکتروستاتیک، زاویه انحراف عملگر در موقعیت مطلوب تنظیم شده است. بدین منظور ابتدا برای بدست آوردن ولتاژ و زاویه انحراف پولین در شرایط مختلف، با استفاده از قانون اویلر معادلات حرکت بدون بعد شده استاتیکی و دینامیکی عملگر تحت اثر نیروهای واندروالس و دمپینگ استخراج و با استفاده از آنالیز کیفی نقاط تعادل و پایداری بررسی شده است. سپس با استفاده از کنترلر مود لغزشی و کنترلر مبتنی بر مدل دینامیکی، عملگر را بر روی مسیری که طراحی شده کنترل کرده و منحنی گشتاور الکتروستاتیک بر حسب زاویه انحراف بی بعد شده، بدست آمده و اثرات ضرایب کنترلی کنترلر مود لغزشی بررسی شده است. همچنین برای بررسی توانایی سیستم کنترلی mba به سیستم اغتشاش اعمال کرده و رفتار سیستم بررسی می شود، در نهایت مقایسه بین روشهای کنترلی به کار گرفته شده، برتری کنترلر mba را نشان می دهد.