微/纳结构表面3-D轮廓测量中倾斜误差的补偿方法

在对微/纳机电系统进行机械力学特性研究和可靠性测试时，经常需要获取结构的表面3．D轮廓．然而．使用显微干涉法测量微/纳结构的表面3-D轮廓通常会存在一定的倾斜误差，这种误差在某些应用中是不允许的．为了弥补传统的调平补偿方法的局限性，提出了一种基于最小二乘法和坐标变换的倾斜补偿方法：在处理图像时，先用最小二乘法确定一个基准平面，然后旋转直角坐标系使得新坐标系的xoy平面与基准平面平行即可达到调平被测表面而补偿倾斜误差的目的．通过具体应用实例证实了这种补偿方法是有用、灵活而精确的．     

微机电系统（MEMS）在施药中的应用

探讨微型生物传感器和药液贮囊容器单元植入体内，用一无线集成系统能控制药物的释放。接收传感器接收并反馈信号，可同时进行治疗药剂注射及组织采样等作业。本文主要介绍了MEMS（NEMS）技术在施药系统中的应用，并且对其发展给予了展望。     

基于三维特征的微机电系统器件结构设计方法

提出了一种表面硅微器件结构设计方法，解决了目前微机电系统（MEMS）结构设计中直观性差、工艺难度大等问题．该方法将三维特征建模的设计思想运用到MEMS设计中，在建立三维特征库的基础上实现了器件结构的快速直观设计．通过三维设计软件SolidWorks的用户接口开发的应用程序不仅实现了从器件结构中自动提取掩膜版和工艺流程，而且消除了人工设计掩膜版和工艺流程的繁琐过程．应用实例表明，与传统的通过掩膜版设计MEMS器件结构的方法相比，该方法简洁、高效，更符合设计者所看即所得的思维方式．同时，SolidWorks软件作为开发MEMS辅助设计工具的基础平台，可以省去开发几何造型模块的任务，从而为新一代MEMS辅助设计工具的开发提供了新的思路．     

基于石墨的纳机电系统的外驱动可控振动

采用数值计算方法研究了基于石墨的纳机电系统在周期性简谐驱动力作用下实现稳定振动的条件. 确定了获得持久稳定的振动的系统和控制力参数. 计算和分析了两块石墨片等长及不等长时纳米振子的操作特性. 结果表明,通过选择合适的驱动振幅和频率,能够实现石墨片的持久稳定振动. 该方法对于进一步研究纳机电系统的设计有重要的参考价值.     

微纳制造技术综述

微纳制造技术是当前被世界各国研究人员重视的热点问题.阐述了微纳制造技术的背景和定义,着重介绍了几种典型的微纳制造技术及其应用情况,指出了我国在该领域的不足和发展方向.     

微机电系统的科学研究与技术开发

着重论述了当前国际上微机电系统的相关基础理论研究、微机电系统制造工艺技术的发展、微机电系统发展动态与趋势，最后强调了探索适合我国国情的微机电系统发展途径的重要性。     

纳机电系统的两种解法比较——严格数值解和绝热近似解

首先引进纳机电系统的物理模型,即自旋-玻色子模型的单模情况。对模型进行严格数值解和绝热近似解,通过两种解法结果的比较,从而确定了绝热近似的适用条件。     

基于微机电系统CAD研究分析

微机电系统（MEMS）的计算机辅助设计（CAD）是MEMS实现商品化的重要基础,CAD技术在MEMS研究过程中具有非常重要的作用．本文概述了微机电系统CAD的研究进展,并介绍了国外在该领域的研究工作．重点研究了微机电系统中的耦合场分析和宏模型与系统级模拟等关键技术问题,针对其与传统机电系统的不同,总结了微机电系统CAD的特点,并据此提出了微机电系统的设计原则．以便能提高微型机电系统的设计质量,缩短研制周期,使之及早走向工业化．     

微机电系统二维线圈的能量接收性能

基于空间两线圈互感及铁磁芯线圈自感的计算方法,对微机电系统能量接收线圈二维正交绕组的接收性能进行了研究,分析了改变接收线圈位置和夹角以及有铁磁芯和无铁磁芯情况对系统耦合系数的影响.通过仿真和实验对理论分析进行验证,发现:二维正交绕组在不同的姿态下均可以得到较好的互补效果,能够防止传输效率过低;铁磁芯可显著增强系统的耦合性能.根据系统微型化的要求,选用合适的电子元器件,对后续整流电路进行了设计,研制了微型整流电路.利用自行设计的微机电系统进行的实验表明,文中设计的二维无线能量传输系统的效率及稳定性可以满足实际需求.     

执行阀黏滞过程的控制性能评估

控制性能评估是衡量工业过程控制回路性能和质量的重要技术,常见性能评估方法一般针对线性过程,而忽视了执行阀黏滞等造成的非线性特征.为此研究了一类存在执行阀黏滞现象的非线性系统,并提出了一种基于改进的径向基函数神经网络时间序列建模的控制性能基准估计方法.将Hinich检验算法引入网络评价函数,利用改进的网络评价指标训练径向基网络,以去除过程输出的非线性,进而采用时序分析技术准确估计出系统的控制性能基准.通过仿真分析,验证了方法的有效性.     

MEMS在控制系统中的应用

微机电系统(MEMS)是一个新兴的跨学科研究领域，借助于MEMS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测与控制。综述了基于MEMS的主动控制和传感器网络在控制系统中的应用。     

MEMS技术发展及其在生物芯片中的应用概述

介绍微机电系统(MEMS)的技术发展概况以及MEMS在生物芯片中的应用,并对MEMS在生物芯片中的未来发展趋势进行展望。MEMS的发展极大地推动了生物芯片的发展,建议对MEMS在生物芯片中的应用进行更加系统深入的研究。     

MEMS开关中氮化硅薄膜工艺研究

分析了沉积薄膜厚度、PECVD的薄膜沉积温度、反应气体形成的杂质以及多层薄膜之间热应力匹配等因素对薄膜残余应力的影响.应用光刻分割聚酰亚胺(PI)牺牲层、分层生长氮化硅薄膜及快速热退火等工艺减小薄膜残余应力,成功生长出了合格的氮化硅薄膜.     

提高MEMS惯导系统速度解算精度的方法研究

为了提高MEMS惯导系统的速度解算精度,提出了采用高精度的数值积分算法提取该系统的角增量和速度增量信号,并将其代入到适用于传统捷联惯导系统的典型速度算法中解算.仿真结果证实新算法比目前已有算法精度高,计算量小.     

Computation speedup in the dynamic simulation of MEMS by macromodels

A doubly clamped microbeam actuated by electrostatic force with squeezed gas film damping is a well-known and standard micro-device in microelectromechanical system (MEMS) for many researchers to demonstrate how reduced-order dynamic macromodel is an effective way to faithfully capture the device behaviors. However it still takes time to directly recompute the time-dependant nonlinear terms in macromodels which are generated by a proper orthogonal decomposition (POD) method with Galerkin procedure at every time step during the macromodel simulation. This paper proposes two methods for speeding up the computation of macromodel simulations. In the first method, the computation speedup is achieved based on the concept of precomputation upon the basis functions are available. In the second method, cubic splines approximation is used to interpolate the basis functions and their first and second derivatives, and spatial integration is performed by application of the Gaussian quadrature. Numerical results show both methods could enhance the efficiency of the macromodel simulation compared with our previous computation results     

Theoretical study on the influence of residual stress on adhesion-induced instability in MEMS

Adhesion and residual stress play a critical role in the performance and reliability of MEMS. The influence of residual stress on the adhesion-induced instability in MEMS is examined within the framework of thin elastic plate theory. The results show that the adhesion-induced instability will be mitigated if the residual stress exists in certain component of MEMS. Moreover, we find that the influence is significant only when the residual stress is under a proper magnitude （β≤20）.     

延迟环A/D及其在DC/DC控制芯片中的应用

提出了一种无需外部时钟、可以部分抵消工艺偏差、基于标准单元的延迟环A／D变换器．该A／D变换器结构简单、无需增加产生控制信号的电路,转换速度快,可在DC／DC变换器的高频数字控制芯片中使用。     

基于改进灰色模型的MEMS陀螺仪零偏温度补偿

微机电系统(micro-electro mechanical system,MEMS)陀螺仪的零点漂移是影响陀螺仪测量精度的主要因素.针对MEMS陀螺仪零点漂移随温度变化的非线性问题,以MEMS惯性传感器为试验对象,采用小波变换对MEMS陀螺静态实验零偏数据进行滤波,结合改进灰色预测模型估计零偏随温度变化趋势,获得基于小波变换和改进灰色预测的温度补偿模型.与常规补偿模型算法比较表明,基于小波变换和改进灰色预测的温度补偿模型均方根误差和平均绝对误差更小,MEMS陀螺仪零点漂移的均方根误差和平均绝对误差分别减少到0.025 0和0.018 0,验证了该补偿模型的可行性,对提高陀螺测量精度具有较好的理论意义和工程应用价值.     

陆地车辆GNSS/MEMS惯性组合导航机体系约束算法研究

针对陆地车辆导航应用,基于速度特性建立了机体系约束用以提高卫星导航系统(GNSS)/微硅机械(MEMS)惯性组合导航系统的性能. 该约束将与车体运动方向相垂直的平面上的线速度近似为0,从而增加了组合系统的扩展卡尔曼滤波时间上连续的两维虚拟观测量,卫星信号失效时可保持滤波器的量测更新,当无外部观测量且车辆处于动态情况下,滤波可持续估计与反馈. 车载实验表明,组合系统在卫星信号失效30 s时,采用该算法可以将系统的定位精度提高约75%,姿态精度及速度精度也有相应的提高.