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Control of an Electrostatic Microelectromechanical System Using Static and Dynamic Output Feedback / Maithripala, D. H. S. in Transactions of the ASME . Journal of dynamic systems, measurement, and control, Vol. 127, N° 3 (Septembre 2005) 

Public ISBD [article]  in Transactions of the ASME . Journal of dynamic systems, measurement, and control > Vol. 127, N° 3 (Septembre 2005) . - 443-450 p. Titre : Control of an Electrostatic Microelectromechanical System Using Static and Dynamic Output Feedback Titre original : Commande d'un Système Micro-Electro-Mécanique Electrostatique en Utilisant la Rétroaction de Sortie Statique et Dynamique Type de document : texte imprimé Auteurs : Maithripala, D. H. S., Auteur ; Berg, Jordan M., Auteur ; Dayawansa, W. P. Article en page(s) : 443-450 p. Note générale : Génie Mécanique Langues : Anglais (eng) Mots-clés : Système  micro-électro-mécanique  Traction  Linéarisation  Système  Hamiltonien  Rétroaction  statique  Vitesse  d'électrode  Simulation Index. décimale : 620.1/389 Résumé : This paper examines control strategies for electrostatically actuated micro-electro-mechanical systems (MEMS), with the goals of using feasible measurements to eliminate the pull in bifurcation, robustly stabilize and desired operating point in the capactive gap, decrease settling time, and reduce overshoot. We show that input output linearization, passivity based design, and the theory of port controlled Hamiltonian systems lead naturally to static output feedback of device charge. This formalizes and extends previously reported results from the MEMS literature. Further analysis suggests that significantly improving transient behavior in lightly damped MEMS requires dynamic estimation of electrode velocity. We implement output feedback control using a reduced order nonlinear observor. Simulations predict greatly improved transient behavior, and large reductions in control voltage. Cet article examine des stratégies de commande pour les systèmes micro-électro-mécaniques électrostatiquement actionnés (MEMS), avec les buts d'employer des mesures faisables pour éliminer la traction dans la bifurcation, robuste stabilise et a désiré le point de fonctionnement dans l'espace capactive, temps de stabilisation de diminution, et réduit dépassent. Nous prouvons que l'entrée a produit la linéarisation, conception basée par passivité, et la théorie de systèmes hamiltoniens commandés gauches mènent naturellement à la rétroaction statique de rendement de la charge de dispositif. Ceci formalise et prolonge des résultats précédemment rapportés de la littérature de MEMS. Davantage d'analyse suggère que cela de manière significative l'amélioration du comportement passager dans MEMS légèrement atténué exige l'évaluation dynamique de la vitesse d'électrode. Nous mettons en application la commande de rétroaction de rendement en utilisant un observor non-linéaire réduit d'ordre. Les simulations prévoient le comportement passager considérablement amélioré, et les grandes réductions de la tension de commande. En ligne : sanjeeva.maithripala@ttu.edu, jordan.berg@ttu.edu, wdayawan@ttu.edu [article] Control of an Electrostatic Microelectromechanical System Using Static and Dynamic Output Feedback = Commande d'un Système Micro-Electro-Mécanique Electrostatique en Utilisant la Rétroaction de Sortie Statique et Dynamique [texte imprimé] / Maithripala, D. H. S., Auteur ; Berg, Jordan M., Auteur ; Dayawansa, W. P. . - 443-450 p. Génie Mécanique Langues : Anglais (eng) in Transactions of the ASME . Journal of dynamic systems, measurement, and control > Vol. 127, N° 3 (Septembre 2005) . - 443-450 p. Mots-clés : Système  micro-électro-mécanique  Traction  Linéarisation  Système  Hamiltonien  Rétroaction  statique  Vitesse  d'électrode  Simulation Index. décimale : 620.1/389 Résumé : This paper examines control strategies for electrostatically actuated micro-electro-mechanical systems (MEMS), with the goals of using feasible measurements to eliminate the pull in bifurcation, robustly stabilize and desired operating point in the capactive gap, decrease settling time, and reduce overshoot. We show that input output linearization, passivity based design, and the theory of port controlled Hamiltonian systems lead naturally to static output feedback of device charge. This formalizes and extends previously reported results from the MEMS literature. Further analysis suggests that significantly improving transient behavior in lightly damped MEMS requires dynamic estimation of electrode velocity. We implement output feedback control using a reduced order nonlinear observor. Simulations predict greatly improved transient behavior, and large reductions in control voltage. Cet article examine des stratégies de commande pour les systèmes micro-électro-mécaniques électrostatiquement actionnés (MEMS), avec les buts d'employer des mesures faisables pour éliminer la traction dans la bifurcation, robuste stabilise et a désiré le point de fonctionnement dans l'espace capactive, temps de stabilisation de diminution, et réduit dépassent. Nous prouvons que l'entrée a produit la linéarisation, conception basée par passivité, et la théorie de systèmes hamiltoniens commandés gauches mènent naturellement à la rétroaction statique de rendement de la charge de dispositif. Ceci formalise et prolonge des résultats précédemment rapportés de la littérature de MEMS. Davantage d'analyse suggère que cela de manière significative l'amélioration du comportement passager dans MEMS légèrement atténué exige l'évaluation dynamique de la vitesse d'électrode. Nous mettons en application la commande de rétroaction de rendement en utilisant un observor non-linéaire réduit d'ordre. Les simulations prévoient le comportement passager considérablement amélioré, et les grandes réductions de la tension de commande. En ligne : sanjeeva.maithripala@ttu.edu, jordan.berg@ttu.edu, wdayawan@ttu.edu

The 18 mm ^{2} laboratory / Tim Dallas in IEEE transactions on education, Vol. 55 N° 4 (Novembre 2012) 

Public ISBD [article]  in IEEE transactions on education > Vol. 55 N° 4 (Novembre 2012) . - pp. 529 - 537 Titre : The 18 mm ^{2} laboratory : teaching MEMS development with the SUMMiT foundry process Type de document : texte imprimé Auteurs : Tim Dallas, Auteur ; Berg, Jordan M., Auteur ; Richard O. Gale, Auteur Année de publication : 2013 Article en page(s) : pp. 529 - 537 Note générale : Education Langues : Anglais (eng) Mots-clés : Educational  technologies  MEMS  Finite  element  methods  Microelectromechanical  systems  Microfabrication Résumé : This paper describes the goals, pedagogical system, and educational outcomes of a three-semester curriculum in microelectromechanical systems (MEMS). The sequence takes engineering students with no formal MEMS training and gives them the skills to participate in cutting-edge MEMS research and development. The evolution of the curriculum from in-house fabrication facilities to an industry-standard foundry process affords an opportunity to examine the pedagogical benefits of the latter approach. Outcomes that are assessed include the number of students taking the classes, the quality of work produced by students, and the research that has emanated from class projects. Three key elements of the curriculum are identified: 1) extensive use of virtual design and process simulation software tools; 2) fabrication of student-designed devices for physical characterization and testing; and 3) integration of a student design competition. This work strongly leveraged the university outreach activities of Sandia National Laboratories (SNL) and the SNL SUMMiT MEMS design and fabrication system. SNL provides state-of-the-art design tools and device fabrication and hosts a yearly nationwide student design competition. Student MEMS designs developed using computer-aided design (CAD) and finite element analysis (FEA) software are fabricated at SNL and returned on 18-mm die modules for characterization and testing. One such module may contain a dozen innovative student projects. Important outcomes include an increase in enrollment in the introductory MEMS class, external research funding and archival journal publications arising from student designs, and consistently high finishes in the SNL competition. Since the SNL offerings are available to any US college or university, this curriculum is transportable in its current form. ISSN : 0018-9359 En ligne : http://ieeexplore.ieee.org/xpl/articleDetails.jsp?arnumber=6189763&sortType%3Das [...] [article] The 18 mm ^{2} laboratory : teaching MEMS development with the SUMMiT foundry process [texte imprimé] / Tim Dallas, Auteur ; Berg, Jordan M., Auteur ; Richard O. Gale, Auteur . - 2013 . - pp. 529 - 537. Education Langues : Anglais (eng) in IEEE transactions on education > Vol. 55 N° 4 (Novembre 2012) . - pp. 529 - 537 Mots-clés : Educational  technologies  MEMS  Finite  element  methods  Microelectromechanical  systems  Microfabrication Résumé : This paper describes the goals, pedagogical system, and educational outcomes of a three-semester curriculum in microelectromechanical systems (MEMS). The sequence takes engineering students with no formal MEMS training and gives them the skills to participate in cutting-edge MEMS research and development. The evolution of the curriculum from in-house fabrication facilities to an industry-standard foundry process affords an opportunity to examine the pedagogical benefits of the latter approach. Outcomes that are assessed include the number of students taking the classes, the quality of work produced by students, and the research that has emanated from class projects. Three key elements of the curriculum are identified: 1) extensive use of virtual design and process simulation software tools; 2) fabrication of student-designed devices for physical characterization and testing; and 3) integration of a student design competition. This work strongly leveraged the university outreach activities of Sandia National Laboratories (SNL) and the SNL SUMMiT MEMS design and fabrication system. SNL provides state-of-the-art design tools and device fabrication and hosts a yearly nationwide student design competition. Student MEMS designs developed using computer-aided design (CAD) and finite element analysis (FEA) software are fabricated at SNL and returned on 18-mm die modules for characterization and testing. One such module may contain a dozen innovative student projects. Important outcomes include an increase in enrollment in the introductory MEMS class, external research funding and archival journal publications arising from student designs, and consistently high finishes in the SNL competition. Since the SNL offerings are available to any US college or university, this curriculum is transportable in its current form. ISSN : 0018-9359 En ligne : http://ieeexplore.ieee.org/xpl/articleDetails.jsp?arnumber=6189763&sortType%3Das [...]