مدلسازی و شبیه سازی نانو موتورهای خازنی با روش fem

موتورهای الکتریکی بسیار کوچک بخش مهمی از سیستمهای میکروالکترومکانیکی هستند و به دلیل کاربردهای متفاوتی که دارند تحقیقات زیادی در زمینه آن ها صورت گرفته است. در این پایان نامه تحقیق بر روی متداول ترین میکروموتورهای الکتریکی که بر مبنای اصول میدان های الکترو استاتیکی کار می کنند انجام شده است. از آنالیز اجزاء محدود برای به دست آوردن پارامتر های الکتریکی میکروموتور با ظرفیت خازنی متغیر استفاده شده است و برای به دست آوردن گشتاور الکتریکی از نقاط انرژی به دست آمده توسط آنالیز fem از درون یابی به روش اسپلاین استفاده می شود. از ترکیب آنالیز اجزاء محدود و روش عددی ذوزنقه ای تعمیم یافته جهت حل معادلات کامل دینامیکی این ماشین استفاده شده است. و نتایج این معادلات با معادلات ساده شده میکرو ماشین جهت مقایسه ارائه شده است. همچنین دو روش کنترل سرعت جدید برای کنترل دور این ماشین معرفی شده است. با توجه به این واقعیت که گشتاور تحویلی توسط این نوع ماشین ها به ساختار هندسی آن ها بستگی دارد، لذا بهینه سازی ساختار هندسی این ماشین ها به نحوی که بتوان بشترین گشتاور خروجی مسطح ممکن را از آن ها دریافت کرد، مورد توجه قرار گرفته است. برای بهینه سازی این ماشین ها از ترکیب آنالیز fem دو بعدی و روشهای هوشمند جستجو نظیر الگوریتم ژنتیک و الگوریتم de استفاده شده است، که برای نخستین بار جهت بهینه سازی میکروموتورها از این روشها استفاده شده است.