mems器件的稳健设计研究

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4、巧ｙＵ、山一、冲’…、１；，’’．：．，．．．、，＇．吃，化；．，ｖｒ‘北方工业大学学位论文原创性声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下本人郑重声明，独立进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中Ｗ明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名：；如／／年／專■杉而巧曰期月曰Ｐ学位论文使用授权书学位论文作者完全了解北方工业大学有关保留和使用学位

5、论文的规定，目Ｐ：研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权单位属北方工业大学。学校有权保留并向国家有关部口或机构送交论文的复印件和电子版，允许学位论文被查阅和借阅学校可Ｗ公布；学位论文的全部或部分内容，可Ｗ允许采用影印、缩印或其它复制手段保存、汇编学位论文（保密的学位论文在解密后适用于本授权书）。□保密论文注释：经本人申请，学校批准，本学位论文定为保密论文，密级：，期限：年，自年月日起至年月日止，解密后适用本授权书。ｓ，ｙ非保密论文注释：本学位论文不属于保密范围适用本授权书。？鋪Ｐ知八■本人签名巧

6、。．：爭日期＇＇＾化■备（＞导师签名：乔棘日期；＼ＭＥＭＳ器件的稳健设计研究摘要ＭＥＭＳ器件具有体积小、灵敏度高、能耗低等特点，使其广泛地应用于航天航空、工业自动化、汽车电子等重要领域。随着对ＭＥＭＳ、军事、医疗器械的深入研究，，发现ＭＥＭＳ中存在很多问题影响着ＭＥＭＳ器件的质量特性。本文阐述了现代优化算法与传统优化算法，发现当设计变量与设计常数发生变差时，使原来可行的最优解可能变为不可行。而稳健设计是在产品设计过程中调整设计变量的同时控制其容差，并考虑可控因素和不可控因素的设计值发生变差时，仍能保证最优

7、解可行且对目标函数值得影响亦是极其微小的。分析了ＭＥＭＳ器件存在的问题，如尺度效应、粘附效应、摩擦磨损等。而这些问题影响着ＭＥＭＳ器件的性能参数（几何尺寸、弹性、塑性刚度、硬度、冲击初性、疲劳强度等）。本文用随机模型稳健设计方法解决此类问题。在随机模型中Ｗ几何尺寸及其变差作为设计变量，Ｗ弹性、塑性、刚度、强度、硬度、冲击初性、疲劳强度等作为不可控因素。本文分别用双岛型微压力传感器弹性元件和谐振式微压力传感器来证明所指出的稳健设计方法的有效性。并分别分析了其工作原理、结构模型及影响性能的参数等因素。在随机模型中确定

8、了设计变量、噪声因素、质量特性、约束条件，建立基于随机模型的稳健设计数学模型，编程计算，获得稳健设计参数。对比随一一机模型法和般