MEMS系统级仿真中的一种变截面梁建模方法

根据矩阵结构分析理论和弹性力学理论建立了一种宽度随长度线性变化的变截面线性梁力学模型,采用硬件描述语言实现了其参数化系统级组件。基于该组件进行的系统级仿真结果与有限元仿真结果相比,静态分析和频域分析的最大误差分别为0.75%和0.84%。含变截面悬臂梁的蟹腿式平面微加速度计的系统级仿真结果与有限元仿真结果相比,频域和时域分析的最大误差分别为3.60%和3.65%;系统级时域分析耗时仅为4min,而有限元则为56min,表明在保证较高仿真精度的前提下,系统级仿真速度相比有限元提高了近10倍。     

MEMS器件与电路共同仿真原型系统

为了预测MEMS器件与电路组成的完整MEMS系统的行为,建立了一个支持MEMS器件与电路共同仿真的原型系统。首先,根据MEMS系统级仿真与模拟电路仿真的共同特性,提出了MEMS器件与电路共同仿真的原理和方法,并依托国产电路仿真平台Zeni VLG建立了共同仿真原型系统的框架结构;然后,分别根据修正节点分析方法和模拟电路行为级建模方法开发了该共同仿真原型系统所必需的两个参数化模型库。通过一个跷跷板式微加速度计分别与其开环电路和闭环带载波电路的共同仿真对原型系统和模型库进行了测试,与国外商业软件Saber对比,开环仿真结果相对误差为2.1%,表明提出的原型系统能够有效进行MEMS器件与电路共同仿真,并且具有较高的精度。