基于柔性传感器阵列的边界层分离位置测定实验研究

结合边界层分离点附近的剪应力变化规律，提出针对在飞行器外表面贴附微型传感器的分离点检测方法，给出了相应微型剪应力传感器阵列的设计方案。研制了在柔性聚酰亚胺衬底集成微型热敏传感器的柔性传感器阵列，解决了柔性传感器阵列对微细加工工艺要求较高的难题。在低速风洞实验中对传感器阵列的性能和传感器阵列输出信号的处理判断方式进行了验证，实验结果分析表明，研制的微型热敏传感器阵列能够实现对流体边界层分离位置的在线测量。     

一种基于多端口组件网络的MEMS系统级建模方法

以多端口组件及其网络的研究作为理论基础,创建了专门针对MEMS的系统级建模方法———用单个组件 表示MEMS的各功能结构部件,组件的端口表征与部件有关的各种物理量,依据一定规则联结组件形成的网络表 征整个微系统。该方法采用常微分和代数方程描述组件的行为,混合信号硬件描述语言作为组件及其网络的建模 语言。以梁为例,阐述了如何建立其行为方程,以得到参数化、可供重用的组件模型。上述研究结合微加速度计的 系统级设计应用实例,表明该方法是实现MEMS系统级建模的有效手段,能针对MEMS固有的多能量域耦合行为 等进行快速建模与仿真。     

MEMS CAD软件开发中参数化版图库的研究及实现

这里首先论述了参数杞版图库在MEMS集成设计中的重要意义。并基于版图参数化的思想,以L—Edit作为开发平台,进行了参数化版图库的设计开发。通过对动态链接库文件的调用生成版图,并构建了版图库集成平台。     

桌面式微型工厂原型系统建模研究

借鉴虚拟制造的建模方法,开展了针对以准分子激光直写刻蚀加工为主要加工手段,以微集成机构为产品对象的桌面式微型工厂建模研究,规划了桌面式微型工厂的框架,确定了系统的结构组成,讨论了组成模块的功能、实现方式及不同模块间的联系与集成关系等。     

微型可编程光栅实现光谱模拟的方法研究

当平行复色光沿微型可编程光栅基底平面的垂直方向正入射时,可以通过对可编程光栅编程状态的预先设定,使其衍射输出对应于不同目标物质的光谱。对微型可编程光栅用于光谱模拟的原理进行了分析,提出了一种利用基于梯度的最优化算法在衍射角固定时实现光谱模拟的方法。对该方法进行了实例仿真验证,结果表明了方法的可行性。     

MEMS集成设计与制造技术进展

芯片技术已成为制约我国高质量发展的瓶颈,基于微机电系统(MEMS)技术的高性能微传感器芯片更是备受欧美“卡脖子”的核心器件之一。“工欲善其事,必先利其器”,与微电子芯片类似,设计及制造技术也是制约MEMS芯片性能的关键。首先,从MEMS设计方法及工具出发,回顾MEMS设计方法从固定流程的结构化设计方法到任意流程的泛结构化设计方法的发展过程,介绍任意流程设计方法的优势,同时介绍目前世界上主流的商用MEMS设计工具并对比典型设计工具的优缺点。其次,介绍MEMS制造技术的特点及面临的挑战,着重分析国际上及几种典型的定制化制造技术以及西北工业大学提出的单掩膜与选择性释放制造方法。随后分析批量化制造技术的优势并给出了国内常见的批量化代工方法及典型批量化代工工艺。最后,指出高端MEMS设计与制造集成的必要性,以期为我国MEMS批量化制造发展提供参考。     

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。     

基于MIMU的微小型组合导航系统研究

介绍了基于MEMS技术的MIMU的构成、工作原理及安装误差补偿方法,设计了-种由MIMU与微小型GPS接收器组成的导航系统,系统采用闭环反馈的校正方式,能对MIMU的位置、速度误差、数字平台误差及微惯性器件误差作出最优估计并实施反馈.仿真分析表明,该组合方式能抑制滤波发散,提高长期导航精度.该系统具有体积小、重量轻、功耗低的特点,可适用于微小型飞行器的导航任务.     

MEMS工艺集成化设计及其可视化

针对目前MEMS设计复杂，直观性差等问题，提出了工艺集成化设计和可视化的可行性解决方案，对其中的关键技术进行了研究，并基于所提出的方案研究了工艺设计的集成化和可视化的实现技术。首先对MEMS表面加工工艺进行了详细的分析，采用面向过程的方法建立了表面工艺过程的统一模型。基于这一模型，研究了MEMS工艺设计的集成化技术，实现了工艺设计中各种信息的集成化，并设计开发了工艺设计的集成化软件环境。最后，对工艺设计中的二维版图的三维重构算法进行了详细的研究，通过Solil Works API接口的开发，在Solil Works的环境下实现了工艺过程的三维可视化。     

MEMS工艺集成化设计及其可视化

针对目前MEMS设计复杂 ,直观性差等问题 ,提出了工艺集成化设计和可视化的可行性解决方案 ,对其中的关键技术进行了研究 ,并基于所提出的方案研究了工艺设计的集成化和可视化的实现技术。首先对MEMS表面加工工艺进行了详细的分析 ,采用面向过程的方法建立了表面工艺过程的统一模型。基于这一模型 ,研究了MEMS工艺设计的集成化技术 ,实现了工艺设计中各种信息的集成化 ,并设计开发了工艺设计的集成化软件环境。最后 ,对工艺设计中的二维版图的三维重构算法进行了详细的研究 ,通过SolilWorksAPI接口的开发 ,在SolilWorks的环境下实现了工艺过程的三维可视化