Dynamic characterization and modification of the modal properties of MEMS structures

Mikro Elektro Mekanik Sistemler (MEMS), farklı disiplinlerde birçok uygulama alanı bulmuş ve en çok gelecek vaat eden teknolojiler arasında yerini almıştır. Bu sistemlerin performansı, büyük oranda dinamik özellikleriyle bağlantılıdır. Bu çalışma, bir MEMS aygıtının modal parametrelerini belirlemek için kullanılan dinamik karakterizasyon tekniklerini ve aygıtın dinamik tepkisini değiştirmek amacıyla uygulanabilecek metotları sunmaktadır. Geliştirilmiş yöntemleri göstermek için örnek durum çalışması olarak iki farklı mikro tarayıcı kullanılmıştır. Başlangıçta, deneysel modal analiz teknikleri kullanılarak, mikro tarayıcıların frekans tepki fonksiyonları, modal sönümlenme katsayıları, rezonans frekansları ve mod şekilleri saptanmıştır. Daha sonra, yapının sönümlenme özellikleri ve rezonans frekanslarını değiştirmek için tarayıcı sistemine hız ve pozisyon geri besleme döngüleri eklenmiştir.Deneysel ölçümleri doğrulamak amacıyla, kapalı sistem bir Simulink modeli geliştirildi. Tarayıcı sisteminin gerçeğe yakın bir temsilini elde etmek için, çeşitli eğri oturtma metotları kullanıldı. Bu modeli kullanarak, hem hız hem de pozisyon geri beslemelerinin, tarayıcıların efektif sönümlenmesine, rezonans frekanslarına ve geçici tepkilerine etkisi tetkik edildi. Hız geri beslemesi altında sistemin kararlılık limitleri sayısal benzetimlerle de ayrıca incelenmiştir.Deney ve benzetim sonuçlarına dayanarak, bu çalışmada geliştirilmiş olan yöntemin, MEMS yapılarının dinamik özelliklerini değiştirmede çok verimli olduğu kanıtlanmıştır ve diğer MEMS uygulamalarına da kolaylıkla aktarılabilir.