Details

Тема выпускной квалификационной работы: «Электромеханический логический элемент на основе многобалочного МЭМС-резонатора». Данная работа посвящена исследованию многобалочного МЭМС-резонатора, состоящего из шести упругих балок, соединенных слабыми механическими связями, с индивидуальными электродами для электростатического возбуждения. Исследуются модальные характеристики, амплитудно-частотные характеристики и переходные процессы при различных комбинациях управляющих напряжений. Основные результаты исследования: 1. Показано, что переход от одностепенных резонаторов к системам с двумя и более степенями свободы позволяет за счет явления модальной локализации получить более крутые спады амплитудно-частотных характеристик при сохранении добротности, ослабляя противоречие между избирательностью и быстродействием. 2. Построена математическая модель динамики шести упругих балок с учетом неодинаковости длин, слабой механической связи и индивидуального электростатического возбуждения. Получены матрицы масс и жесткости, решена спектральная задача. Установлено, что при неодинаковых напряжениях на разных балках возникает модальная локализация - концентрация колебательной энергии вблизи возбужденных балок. 3. Для 16 комбинаций управляющих напряжений построены и проанализированы амплитудно-частотные характеристики. Выявлены несколько вариантов комбинации балок с логической элементом «И». Результаты могут применяться для создания перестраиваемого фильтра с контролируемой частотной характеристикой.

Topic of the Graduation Thesis: "Electromechanical Logic Element Based on a Multi-Bar MEMS Resonator." This thesis is devoted to the study of a multi-bar MEMS resonator consisting of six elastic beams connected by weak mechanical links, with individual electrodes for electrostatic excitation. The modal characteristics, amplitude-frequency responses, and transient processes for various combinations of control voltages are investigated. Main results of the study: 1. It is shown that the transition from single-degree-of-freedom resonators to systems with two or more degrees of freedom allows, through the phenomenon of modal localization, to obtain steeper amplitude-frequency characteristic rolloffs while maintaining the quality factor, reducing the contradiction between selectivity and response time. 2. A mathematical model of the dynamics of six elastic beams was constructed, taking into account the unequal lengths, weak mechanical coupling, and individual electrostatic excitation. Mass and stiffness matrices were obtained, and the spectral problem was solved. It was established that, with unequal stresses on different beams, modal localization occurs - a concentration of vibrational energy near the excited beams. 3. Amplitude-frequency characteristics were constructed and analyzed for 16 combinations of control voltages. Several combinations of beams with an "AND" logic element were identified. The results can be used to create a tunable filter with a controlled frequency response.