静电激励纳米梁超谐共振电容控制

巩庆梅; 许英姿; 刘灿昌; 周长城; 马驰骋; 姜瑞瑞

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为研究静电激励纳米梁非线性振动的超谐共振控制问题,以Euler-Bernoulli梁为模型,提出一种非线性振动电容控制方法。纳米梁平行板电容器形成于纳米梁与平行极板间,其电容值随纳米梁的振动而变化,电容式传感器根据电容变化提取振动信号、产生控制电压。控制电压作为控制信号输入控制器控制纳米梁的非线性振动。应用多尺度法求得系统超谐共振的幅频响应方程,分析了振动方程解的稳定性,以及交流激励电压幅值、阻尼、反馈增益参数对系统振动稳定性及振幅的影响规律。应用数值分析方法得到纳米梁振动稳定性与纳米梁参数之间的关系,求得振动响应的稳定解。结果显示:当无量纲阻尼由0.017 5增大至0.020 3或是激励电压幅值减小至1.8 V时,最大振幅分别衰减40%和50%左右;增大阻尼和反馈增益参数能够削弱甚至消除纳米梁超谐振动的非线性特性。该研究结果为控制纳机电系统非线性振动提供了一种新的理论方法。

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来源
《广西大学学报：自然科学版》 |2017年第2期|461-469|共9页
作者
巩庆梅; 许英姿; 刘灿昌; 周长城; 马驰骋; 姜瑞瑞;
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作者单位

山东理工大学交通与车辆工程学院;

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正文语种 chi
中图分类非线性振动;
关键词
非线性振动控制; 电容式传感器; 纳米梁; 超谐共振; 多尺度法;

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