Nonlinear Dynamics of Spring Softening and Hardening in Folded-MEMS Comb Drive Resonators
Notice bibliographique
Résumé
This paper studies analytically and numerically the spring softening and hardening phenomena that occur in electrostatically actuated microelectromechanical systems comb drive resonators utilizing folded suspension beams. An analytical expression for the electrostatic force generated between the combs of the rotor and the stator is derived and takes into account both the transverse and longitudinal capacitances present. After formulating the problem, the resulting stiff differential equations are solved analytically using the method of multiple scales, and a closed-form solution is obtained. Furthermore, the nonlinear boundary value problem that describes the dynamics of inextensional spring beams is solved using straightforward perturbation to obtain the linear and nonlinear spring constants of the beam. The analytical solution is verified numerically using a Matlab/Simulink environment, and the results from both analyses exhibit excellent agreement. Stability analysis based on phase plane trajectory is also presented and fully explains previously reported empirical results that lacked sufficient theoretical description. Finally, the proposed solutions are, once again, verified with previously published measurement results. The closed-form solutions provided are easy to apply and enable predicting the actual behavior of resonators and gyroscopes with similar structures.$\hfill$[2011-0007]
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».