导读:本文包含了扭转微镜论文开题报告文献综述及选题提纲参考文献，主要关键词:MEMS微镜,输出调节理论,Backstepping方法,BLF技术
扭转微镜论文文献综述
杨嵘伟[1]（2019）在《基于BLF技术的输出调节及其在MEMS扭转微镜中的应用》一文中研究指出MEMS(Micro-Electro-Mechanical-System)微镜是一种大小量级在微米级别的光学仪器,被广泛应用于图像扫描,光学通信,高清晰投影和医学成像等领域,在学术研究和工程应用方面受到人们的高度关注,成为众多学者的研究热门。而电磁驱动式扭转微镜,属于MEMS微镜中的一个子类别,由于其具有驱动电压小,对信号响应速度快,扫描范围广等特点,具有很好的应用价值,所以本文选用MEMS电磁扭转微镜作为研究对象。叁角波信号在每一次扫描过程中具有匀速扫描的特点,因此叁角波信号在条形码扫描等应用领域中,有良好的使用性能,所以解决对叁角波信号的跟踪控制问题具有十分重要的工程应用意义。而在现代控制理论研究中,输出调节理论一直是一个热门研究方向。输出调节理论是解决伺服系统跟踪控制问题的一个重要实用的控制方法。因此本文使用输出调节理论作为控制方法,并结合BLF(Barrier Lyapunov function)技术,实现MEMS电磁扭转微镜对叁角波参考信号的受限跟踪。本文具体研究工作包括如下几个方面:1.对实验平台中的MEMS电磁扭转微镜进行数学建模,建立微镜的数学模型,供之后使用输出调节理论为微镜系统设计内模和反馈控制器时使用。并在系统开环状态下验证所建微镜数学模型的有效性。2.研究一类非线性系统受限输出调节问题的解决方法。首先,根据内模原理,将原非线性系统的输出调节问题转换为加入内模结构后增广系统的稳定性问题,然后,使用Backstepping方法设计反馈控制器,使得增广系统实现Lyapunov稳定,进而解决原系统的输出调节问题。为了使得系统的跟踪误差受限,在设计反馈控制器时引入约束Lyapu nov函数(BLF技术),使原系统对参考信号的跟踪误差不仅渐进趋于零,还将跟踪误差约束在一个设定的限制区间内,使得系统的跟踪误差被限制,不会过大。3.使用之前所建的MEMS电磁扭转微镜的数学模型,基于输出调节理论,为MEMS电磁扭转微镜设计内模结构和反馈控制器,并引入约束Lyapunov函数,使得MEMS电磁扭转微镜实现对外部输入的叁角波参考信号的受限跟踪,并防止微镜的跟踪误差过大导致微镜与底部螺旋线圈发生碰撞。在微镜实验平台上完成MEMS微镜对叁角波的受限跟踪实验,验证输出调节理论能够用于解决MEMS微镜的受限跟踪控制问题。(本文来源于《华南理工大学》期刊2019-04-18）
叶坤涛,罗艳[2]（2017）在《静电驱动MEMS扭转微镜系统的分岔与吸合》一文中研究指出建立了静电驱动的双下极板MEMS扭转微镜系统的动力学模型方程,通过其状态空间方程的数值解,在相空间对静态及动态的分岔现象、吸合特性进行分析,并利用哈密顿函数法在阻尼为零时与相空间分析结果进行了对比验证.研究表明,双下极板扭转微镜系统中观察到的鞍结分岔、叉式分岔与系统的吸合失稳之间有明显的对应关系;在对系统动态特性分析的过程中,随阻尼变化观察到动态霍夫分岔;微镜系统动态吸合电压总小于静态吸合电压,且随阻尼、电压比升高;动态吸合电压随阻尼增大并最终接近饱和,饱和值为静态吸合电压;在相同的驱动电压下,最大偏转角随阻尼的升高而降低.研究方法和结论对静电驱动的扭转微镜系统的分析有借鉴作用.(本文来源于《江西理工大学学报》期刊2017年03期）
黄梅红,王巨锋,庄其仁[3]（2016）在《磁扭转微镜光学电流互感器设计》一文中研究指出设计了一种复合结构磁扭转微镜光学电流互感器(OCT),采用光强度归一化数据处理技术,消除了强度型OCT受环境变化和光源波动等的影响,得到了线性度很好的传感器响应曲线。通过耦合效率与微镜扭转角度仿真曲线,获得准直器端面与微镜的距离的合适值。检测电路采用双光纤准直器光检测技术,实现电流-光强度的传感检测。接收光信号处理后,对50 Hz交变电流的测试实验结果表明,在5~50A电流范围内,当光源光强度下降3dB和光纤衰减器变化3dB的情况下,传感器输出信号响应灵敏度均保持为0.034/A,并且基本不随被测电流变化影响,输出响应非线性误差小于±1%,获得良好的输出线性响应曲线。(本文来源于《光电子·激光》期刊2016年12期）
黄梅红,王巨锋,庄其仁[4]（2016）在《复合结构磁扭转微镜光纤电流传感器的研究》一文中研究指出提出一种复合结构微机电系统(MEMS)磁扭转微镜光纤电流传感器,传感部分由磁扭转微镜和双光纤准直器组成。介绍了MEMS扭转微镜的结构及电流传感原理。对电流传感器模型进行分析,结果表明,选择合适的准直器端面与微镜的距离,可以避免信号失真。利用归一化光强峰峰值作为交变电流来测量输出信号时,电流测量灵敏度随电流测量值的变化而变化,且被测电流的电流强度接近0时,测量灵敏度也接近0。因此采用归一化光强线性矫正信号处理方法,得到了很好的输出线性响应曲线,使电流测量灵敏度不受电流变化的影响。最后实验验证了理论分析和模拟仿真结果的正确性,实验测得的归一化光强线性矫正响应灵敏度约为0.034/A。(本文来源于《激光与光电子学进展》期刊2016年07期）
左鹏[5]（2016）在《电磁式MEMS扭转微镜的建模与闭环控制研究》一文中研究指出MEMS扭转微镜在光开关、医疗成像、高清晰投影和光学相干断层扫描等领域获得广泛应用,其巨大的市场潜力以及重要的研究价值引起了国内外学术界和工业界的高度关注。考虑到电磁式MEMS扭转微镜具有可低电压操作,扫描范围大等优势,本文选取一款具有硬磁特性的MEMS扭转微镜作为研究对象。结合基于MEMS扭转微镜应用中的性能要求,本文借助于理论分析、有限元仿真和实验研究等方法,对电磁式MEMS扭转微镜进行建模和控制研究。具体的研究工作和主要贡献包括如下几个方面:1.针对具有硬磁特性的MEMS扭转微镜,采用电磁学相关理论以及有限元分析法,建立输入电流与输出偏角的数学模型。根据微镜能量传递的过程,该数学模型分为电线圈模型、磁驱动器模型以及微镜扭转机械模型叁个部分。本文给出电线圈和磁驱动器的数学模型,提出易于有限元迭代分析的电线圈通用模型以及适用于非均匀磁场的磁驱动器模型。2.针对包含电、磁、力等物理量的MEMS扭转微镜,首先运用COMSOL Multiphysics对微镜进行叁维模拟测试,在叁维稳态以及瞬态耦合求解分析下,讨论了在参数扫描下驱动电流和输出偏角的关系。其次,搭建一套基于电磁式MEMS扭转微镜的激光扫描平台,主要工作包括电压控制电流放大电路制作、基于FPGA数据采集系统的设计,并对微镜的固有频率以及开环性能进行测试。最后,利用仿真和实验结果验证建立的数学模型的准确性。3.结合基于MEMS扭转微镜的光开关快速响应以及切换准确的特点,本文设计多种闭环控制算法应用于电磁式MEMS扭转微镜,包括PID控制、改进PID控制、具有PD形式的滑模控制以及具有PID形式的积分滑模控制,目的是改善系统的暂态响应和定位精度。通过仿真和实验对比分析,积分滑模控制下系统能够有效抑制微镜的抖动,具有更好的暂态性能,对于基于电磁式MEMS扭转微镜的光开关具有重要的研究价值。(本文来源于《华南理工大学》期刊2016-04-26）
王巨锋,黄梅红,庄琳玲,刘士伟,胡奕彬[6]（2015）在《聚合物MEMS磁扭转微镜电流传感特性研究》一文中研究指出提出一种基于聚合物材料的新型微机电系统(MEMS)交流电传感器,对其关键部件聚合物MEMS磁扭转微镜的特性进行研究。磁扭转微镜基体材料采用聚碳酸酯(PC),扭转梁采用金属材料制作,永磁体内置于扭转微镜中,被聚合物材料所包埋,磁扭转微镜的反射面为反射光栅结构。对扭转微镜的特征参数对扭转力矩和扭转角度的影响进行了分析。结果表明,磁扭转微镜的力矩与通电导线的电流大小成正比,微镜稳态扭转振动时最大扭转角度与导线交流电流(a.c.)幅度成正比;扭转梁长度越长,扭转角幅度越大;而稳态振动扭转角幅度随着扭转梁半径的增大而减小。通过对扭转微镜反射光栅0级衍射光的接收与解调,得到归一化光强测量电流的灵敏度可达0.024/A。(本文来源于《光电子·激光》期刊2015年03期）
罗伟[7]（2014）在《MEMS扭转微镜温度效应的仿真分析》一文中研究指出MEMS扭转微镜是随着MEMS技术发展起来的一种微型光学器件，在现代光学通讯、投影显示、光谱仪等方面有着广泛的应用。在实际应用过程中，微镜的静态和动态特性，一般会受到环境温度的影响。本文基于不同的扭转微镜的静力学、动力学模型，在微镜特性如何受温度影响的方面，开展了如下研究工作：1）在MEMS扭转微镜的静态特性方面：从静电力驱动的扭转微镜静态特性力学解析模型出发，通过数值仿真，分析了不同材料、不同尺寸的扭转微镜静态特性受温度的不同影响；并采用对比扭转微镜的静电力矩与机械回复力矩随角度的变化规律的方法，对扭转微镜在保持尺寸参数的前提下，串联电容后，其吸合角的变化规律进行了数值仿真和解析分析。2）在MEMS扭转微镜的动态特性方面：在扭转微镜动态特性的扭转-弯曲模型的基础上，深入分析了微镜材料的杨氏模量、剪切模量、以及空气压膜阻尼系数受温度的影响，并通过数值仿真方法，对扭转微镜的动态特性受温度的影响规律进行了分析；另外，通过仿真计算发现，采用参考模型自适应控制后，可以提高微镜动态特性的鲁棒性，降低了其对温度的敏感程度。本文的研究结论对MEMS扭转微镜的应用，尤其是如何在实际应用过程中降低MEMS扭转微镜受温度的影响方面，提供了有益的理论分析和指导。(本文来源于《江西理工大学》期刊2014-06-03）
罗伟,杨国珂,叶坤涛[8]（2014）在《串联电容对MEMS扭转微镜吸合角的影响》一文中研究指出采用对比扭转微镜的静电力矩与机械回复力矩随角度的变化规律的方法,对串联电容后,扭转微镜吸合角的变化规律进行了数值仿真和解析分析。结果表明:扭转微镜在保持尺寸参数的前提下,串联电容后,其吸合角增大,系统稳定性提高;串联的电容值不同,扭转微镜的吸合角也不同,且随着串联电容值的增大,吸合角逐渐减小。为扭转微镜在尺寸参数已经固定的情况下,如何扩展其偏转角范围提供了理论指导。(本文来源于《仪表技术与传感器》期刊2014年04期）
陈辉[9]（2014）在《MEMS扭转微镜的滑模控制研究》一文中研究指出MEMS微镜在光开关、高清晰显示、光学相干断层扫描、数字投影和条形码扫描等领域获得广泛应用，引起了国际学术界和工业界的关注。光开关应用中要求MEMS微镜具有良好的暂态响应和扫描定位精度，成像应用中需要MEMS微镜跟踪给定轨迹(正弦或叁角波轨迹)进行扫描。考虑到基于MEMS微镜应用中的性能要求，本文基于滑模控制理论设计控制算法并应用于MEMS扭转微镜，主要内容包括以下几个方面：(1)将一阶滑模控制算法和二阶Twsiting控制算法应用于带侧面电极的2D静电驱动MEMS扭转微镜，目的是提高系统的暂态响应和定位精度。通过MATLAB仿真和基于可编程门阵列(FPGA)硬件的实验验证所提出算法的有效性。仿真和实验结果表明，与开环控制相比,闭环控制系统具有较好的暂态响应和定位精度。与一阶滑模控制相比，二阶Twsiting控制下的系统具有较好的定位精度。(2)针对带侧面电极2D静电驱动MEMS扭转微镜设计基于积分滑模面的二阶滑模控制算法，该算法由等价控制和切换控制两部分组成。采用Lyapunov理论证明系统的稳定性，通过定点控制、跟踪控制和扰动实验来验证闭环系统的性能。实验结果表明二阶积分滑模控制能够改善系统暂态响应,提高定位和跟踪扫描的精度。(3)将积分滑模控制算法应用于电磁驱动MEMS扭转微镜，建立基于电磁驱动MEMS扭转微镜的激光扫描成像系统,实现闭环控制下的1D扫描成像。实验结果表明，与传统开环控制和PID控制相比，积分滑模控制下的系统具有较好的暂态响应和定位精度，而且能够精确跟踪给定正弦和叁角波轨迹进行扫描。(本文来源于《华南理工大学》期刊2014-04-09）
叶坤涛,罗伟[10]（2014）在《MEMS扭转微镜静态特性的温度效应分析》一文中研究指出文章从静电力驱动的扭转微镜的静态特性静力学模型出发,分析了扭转微镜静态特性的温度效应.对两组不同尺寸、四种常用材料微镜的吸合电压、释放电压以及偏转角与驱动电压关系,随温度的变化规律进行了数值仿真分析;并采用典型电压值的增量百分比随温度变化的斜率,来量化描述并对多晶硅、polyimide、PDMS和SU-8四种材料的扭转微镜的静态特性受温度的影响.其中SU-8材料的微镜受温度的影响最大.而不同尺寸同种材料的微镜,其静态特性受温度效应影响的程度相同.为扭转微镜使用过程中如何降低温度效应的影响提供了依据.(本文来源于《江西理工大学学报》期刊2014年01期）
扭转微镜论文开题报告
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
建立了静电驱动的双下极板MEMS扭转微镜系统的动力学模型方程,通过其状态空间方程的数值解,在相空间对静态及动态的分岔现象、吸合特性进行分析,并利用哈密顿函数法在阻尼为零时与相空间分析结果进行了对比验证.研究表明,双下极板扭转微镜系统中观察到的鞍结分岔、叉式分岔与系统的吸合失稳之间有明显的对应关系;在对系统动态特性分析的过程中,随阻尼变化观察到动态霍夫分岔;微镜系统动态吸合电压总小于静态吸合电压,且随阻尼、电压比升高;动态吸合电压随阻尼增大并最终接近饱和,饱和值为静态吸合电压;在相同的驱动电压下,最大偏转角随阻尼的升高而降低.研究方法和结论对静电驱动的扭转微镜系统的分析有借鉴作用.
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
扭转微镜论文参考文献
[1].杨嵘伟.基于BLF技术的输出调节及其在MEMS扭转微镜中的应用[D].华南理工大学.2019
[2].叶坤涛,罗艳.静电驱动MEMS扭转微镜系统的分岔与吸合[J].江西理工大学学报.2017
[3].黄梅红,王巨锋,庄其仁.磁扭转微镜光学电流互感器设计[J].光电子·激光.2016
[4].黄梅红,王巨锋,庄其仁.复合结构磁扭转微镜光纤电流传感器的研究[J].激光与光电子学进展.2016
[5].左鹏.电磁式MEMS扭转微镜的建模与闭环控制研究[D].华南理工大学.2016
[6].王巨锋,黄梅红,庄琳玲,刘士伟,胡奕彬.聚合物MEMS磁扭转微镜电流传感特性研究[J].光电子·激光.2015
[7].罗伟.MEMS扭转微镜温度效应的仿真分析[D].江西理工大学.2014
[8].罗伟,杨国珂,叶坤涛.串联电容对MEMS扭转微镜吸合角的影响[J].仪表技术与传感器.2014
[9].陈辉.MEMS扭转微镜的滑模控制研究[D].华南理工大学.2014
[10].叶坤涛,罗伟.MEMS扭转微镜静态特性的温度效应分析[J].江西理工大学学报.2014
标签：MEMS微镜; 输出调节理论; Backstepping方法; BLF技术;