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1、第卷第期西南科技大学学报/567∋576《!只年∀月#∃%&∋()∃∗+∃),−.确下+−%∋,/0&+,−1∃∗+2,0∋20(∋3−02.∋∃)∃4189:7《!8808+在控制系统中的应用杨涛李磊民何叶韩宾;西南科技大学信息与控制工程学院四川绵阳<==>,?摘要微机电系统;808+>是一个新兴的跨学科研究领域借助于808+可以实现微观对象的检测与。控制以及宏观对象的分布式检刚与控制综述−基于808+的主动控制和传感器网络在控制系统。中的应用?关键词微机电系统控制系统主动控制传感器网络?,??<Β一一一中图分类号−∋≅−Α
2、∀文献标识码(文章编号ΧΒΔΔ《;Ε”>==<=≅(ΑΑ6ΦΓ9ΗΦ5Ι5ϑ808+ΦΙ25ΙΗ:56+ΚΛΗΓΜΛ19ΙΝ−95,)Φ)ΓΦΜΦΙ,.Γ1Γ,.9ΙΟΦΙΗ59Σ5ΝΚ,。几>“,Ι,Φ《+5ΠΗΘΡΓΛ%九Φ佣:ΛΦΗΚ5ϑΛΣΦΣΙΣΙΤ−ΓΘΙ56对￡ΙΝ<:565+ΦΣΘΠ92ΘΙ9>(ΥΛ:9ΓΗ?ΓΓΓΓΓΓΛΗΓΜΛ5:ΓΜΓ:ΝΦΙΝΠΗΛΓΙΛΓ9,ΡΘΦΓΗ8Φ:506Η:58Θ9ΙΦ96+ΚϑΓ9Ι9ΙΤΜ6ΦΤΦΦς6Φ呵:Γ9:ΣΘ9:ΓΘ7ς:ΓΛΓΙΗΛ叩ς5:ΗΠΙΦΗΦΓΛ9ΛΡΓ669
3、ΛΓΘ96ΓΙΝΓΛΗ5Σ5Ι808+ΡΦ6Θ9ΩΓ9:ΓΩ56ΠΗΦ5ΙΦ9ΓΗ5ΙΛΓΙΛ5:Λ加呵哪779ΙΤ9ΓΗΠ9Η5:Λ808+Φ6ΦΗ9ΗΓΛΤΓΗΓΓΗΦ5Ι5ϑΜΦΓ:5一5ΥΞΓΓΗΛ9ΙΤΤΦΛΗ:ΦΥΠΗΓΤΤΓΗΓΓΗΦ5Ι5ϑΜ9Σ:5一5ΥΞΓΓΗΛ(Λϑ9Σ9Γ95ΙΛΙΓ9ΛΓ,Γ5ΙΓ5ΔΓΕΓΓΓ5ΛΛΓΠΛ5Γ5ΠΙΓ95Ι9ΙΓ595Ψ808+Ας6ΦΗΦΦ:ΓΗ:56ΗΘ巧ςΗΤΗΘΦϑΗΦΗϑ5ΗΦΗΦΤ6Υ:9ΙΠ77ΗΦ5Ι808+一Υ9ΛΓΤ9ΓΗΦΩΓΓ5ΙΗ:569ΙΤ9Ας6ΦΓ9
4、ΗΦ5Ι5ϑΛΓΙΛ5:ΙΓΗΡ5:ΖΛΦΙΓ5ΙΗ:56ΛΚΛΗΓΜΛΦΙΩΓΛΗΦΝ9ΗΓΤ9:ΓΚ:ΤΛ?808+∴Γ5ΙΗ:56盯ΛΗΓΜ?9ΓΗΦΩΓΓ5ΙΗ:56?ΛΓΙΛ5:ΙΓ:ΖΛ[ΓΡ5ΗΡ5808+给控制带来的挑战与机遇、、、、微机电系统;808+>是指集微型传感器微型执行器信号处理和控制电路接口电路通信系统以及电。,源于一体的微型系统808+技术是一种典型的多学科交叉的前沿研究领域它几乎涉及到自然及工程科,、、、、、、、。学的所有领域如电子技术机械技术光学物理学化学生物医学材料科学能源科学等?808+对控制提出了很多新
5、的挑战。、、;>很难得到被控系统精确的数学模型在808+研究中存在许多有关微摩擦学微热力学微流体力。学和材料的微观力学特性和微机构学等一些关键问题尚待解决这样就无法精确计算或评估器件的工作性。,,。,能另外808+加工的误差相对较大不能简单忽略因此在设计808+的控制系统时很难得到系统精。确的数学模型、。,,;>对控制器的体积重量和能耗有严格的限制808+的体积小重量轻很多情况下要求控制器嵌,,。,,人到808+中因此控制器本身也必须做到体积小重量轻同时808+的能源相当有限并且在大多数情,,。况下不可再生因此控制器的能耗必须非常低这也就限制
6、了控制算法的复杂性。,;∀>执行器的机理有很大的不同由于表面效应和尺度效应的影响808+通常采用静电和压电执行?一一收稿日期;!>≅=∀=国家Χ<∀计划;;!>∀((≅=≅<=>和国防基础研究计划;[∀=∀=<∃66Δ>资助项目,?808+第期杨涛等在控制系统中的应用,,。器与宏观尺度下执行器的机理有很大的不同因此执行器的数学模型也不同以上挑战性问题决定了。808+的控制和宏观系统的控制要采用不同的方法,8?另一方面08+的出现也给控制学科的研究带来了许多机遇。,,;6>可以为控制学科赋予新的研究内容传统的控制学科在理论上日臻完善学科要
7、迅速发展必须找,。。到新的增长点也就是必须找到新的研究间题这在控制学科的发展史上体现非常深刻808+是一个广,,。阔的新领域其中值得研究的问题相当多可以为控制学科赋予新的研究内容。、、;>可以提高控制系统的集成度808+技术一方面可以将传感器执行器和信息处理的控制电路接,,口电路以及通信电路集成为一个微型装置另一方面可以基于大规模集成电路设计和加工控制器可以极大。地提高控制系统的集成度。、;∀>可以构筑无处不在的传感器网络采用微机电系统技术可以将传感器的信号获取信号处理和通,,,信装置集成到一块芯片上可以使传感器分布到任何地方从而获得任何感兴趣
8、的信息将原来的黑箱系统转化,。为灰箱系统甚至白箱系统简化了控制算法和控制器的设计。,,;≅>可以减小控制的粒度微执行器可以分布在被控对象的任何位置从而
