WWW.UK.X-PDF.RU

БЕЗКОШТОВНА ЕЛЕКТРОННА БІБЛІОТЕКА - Книги, видання, автореферати

 
<< HOME
CONTACTS




Продажа зелёных и сухих саженцев столовых сортов Винограда (по Украине)
Тел.: (050)697-98-00, (067)176-69-25, (063)846-28-10
Розовые сорта
Белые сорта
Чёрные сорта
Вегетирующие зелёные саженцы

Продажа зелёных и сухих саженцев столовых сортов Винограда (по Украине)
Тел.: (050)697-98-00, (067)176-69-25, (063)846-28-10
Розовые сорта
Белые сорта
Чёрные сорта
Вегетирующие зелёные саженцы
Pages:   || 2 | 3 |

«МЕТОДИ ДЛЯ АВТОМАТИЗОВАНОГО ПРОЕКТУВАННЯ ІНТЕГРАЛЬНИХ АКСЕЛЕРОМЕТРІВ ...»

-- [ Страница 1 ] --

Міністерство освіти та науки України

Національний університет “Львівська політехніка”

ЗАГАРЮК РОМАН ВІКТОРОВИЧ

УДК 004.414.2; 004.942

МАТЕМАТИЧНІ МОДЕЛІ ТА МЕТОДИ ДЛЯ АВТОМАТИЗОВАНОГО

ПРОЕКТУВАННЯ ІНТЕГРАЛЬНИХ АКСЕЛЕРОМЕТРІВ

05.13.12 – Системи автоматизації проектувальних робіт

Автореферат

дисертації на здобуття наукового ступеня

кандидата технічних наук Львів – 2010 Дисертацією є рукопис Робота виконана в Національному університеті “Львівська політехніка” Міністерства освіти і науки України Науковий керівник: доктор технічних наук, доцент Теслюк Василь Миколайович, професор кафедри систем автоматизованого проектування, Національний університет “Львівська політехніка” Міністерства освіти і науки України.

Офіційні опоненти: доктор технічних наук, професор Годованюк Василь Миколайович, директор ВАТ “ЦКБ “РИТМ” Мінпромполітики України, м. Чернівці.

доктор технічних наук, професор Івахів Орест Васильович, завідувач кафедри приладів точної механіки, Національний університет “Львівська політехніка” Міністерства освіти і науки України.

Захист відбудеться 19 травня 2010р. о 14.00 на засіданні спеціалізованої вченої ради Д 35.052.05 у Національному університеті “Львівська політехніка” (79013, Львів, вул.С. Бандери, 12).

З дисертацією можна ознайомитися у бібліотеці Національного університету “Львівська політехніка” за адресою: 79013, Львів, вул. Професорська, 1.

Автореферат розісланий 17 квітня 2010 р.

Вчений секретар спеціалізованої вченої ради, д.т.н., проф. Р.А. Бунь

ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

Актуальність теми. Мікроелектромеханічні системи (МЕМС) в даний період є одним із найбільш динамічно прогресуючих міждисциплінарних науково-технічних напрямків, який дає новий поштовх та зумовлює розвиток в області мікросистем.

З швидким розвитком технологій виготовлення мікроелектромеханічних систем, виникла потреба в розробленні нових програмних інструментів для проектування та моделювання таких пристроїв.

Акселерометри займають великий сегмент сучасного світового ринку електронних пристроїв і застосовуються в різноманітних технічних системах: як побутових, так і пристроях спеціального призначення. Разом з тим, ефективне проектування пристроїв цього класу неможливe без використання систем автоматизованого проектування (САПР) та особливо нових методів, математичних моделей та алгоритмів, які враховують специфіку та особливості МЕМС.

Найбільший внесок в галузі розроблення методів вимірювання прискорення внесли такі вчені: Глазов А., Смірнов Є., Сумароков В. Цими авторами розроблено низку методів та конструкцій пристроїв для вимірювання прискорення. Вченим Вараданом В. та науковцями із університету Карнегі Мелон – Джоу Й., Джанг Г., Гупта В. – розроблено математичні моделі та методи проектування та моделювання пристроїв МЕМС.

Починаючи із 1990-х років розвиваються різноманітні технології виготовлення МЕМС, значний вклад в розвиток яких внесли вчені з багатьох країн:

Гукель Х., Бастілло Дж., Ковач Дж., Малюф Н., Белюз Л., Маруо С., Берч А., Новосядлий С. та ін.

Під час проектування інтегральних акселерометрів потрібно враховувати мікронні розміри таких систем і мікронні значення змін прискорення. Тому задача розроблення методів і моделей ємнісних акселерометрів з врахуванням специфіки багаторівневого автоматизованого проектування є актуальною.

Зв’язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Дисертаційна робота безпосередньо пов’язана з планами наукових досліджень, які виконуються за держбюджетною тематикою кафедри „Системи автоматизованого проектування” Національного університету „Львівська політехніка” по темі “Автоматизація проектування та моделювання мікроелектромеханічних систем", термін виконання з червня 2007 р. по грудень 2009 р. (№ держ. реєстр. 0107U006228).

Мета і завдання дослідження. Мета дисертаційної роботи полягає в подальшому розвитку та вдосконаленні методів та моделей для автоматизованого багаторівневого проектування ємнісних акселерометрів виготовлених з використанням МЕМС технологій.

Для досягнення вищезазначеної мети необхідно розв’язати такі завдання:

1. Проаналізувати сучасний стан математичного забезпечення, існуючих конструкцій та програмних систем для автоматизованого моделювання та проектування ємнісних акселерометрів виготовлених з використанням МЕМС технологій для визначення основних особливостей їх проектування.

2. Розробити методи та моделі для багаторівневого автоматизованого проектування основних складових ємнісних інтегральних акселерометрів, виготовлених за технологіями МЕМС.

3. Розробити інформаційне, програмне та лінгвістичне забезпечення для САПР ємнісних інтегральних акселерометрів.

4. Розробити та реалізувати підсистему автоматизації моделювання та проектування ємнісних інтегральних акселерометрів.

Об’єкт дослідження – процес автоматизованого моделювання та проектування ємнісних інтегральних акселерометрів.

Предмет дослідження – методи та моделі для автоматизації проектування ємнісних інтегральних акселерометрів.

Методи дослідження. При розробленні методів використано теорію електричних кіл, а при розробленні математичних моделей – теорію мереж Петрі, теорію коливних процесів, диференціального числення та числові методи.

Наукова новизна одержаних результатів полягає в тому, що:

· вперше розроблено метод вимірювання прискорення, при якому результуюча частотна характеристика інтегрального акселерометра зміщується по частотній осі, чим забезпечується пропорційне виокремлення значення прискорення відносно базової опорної частоти, що дало змогу підвищити точність вимірювання прискорення;

· вдосконалено метод керування сигналом від ємнісного мікроакселерометра зустрічно-стрижневої конструкції, який відрізняється від існуючих тим, що сигнали від верхніх та нижніх фіксованих пластин конденсаторів мікроакселерометра подаються безпосередньо на вхід різницевого підсилювача постійного струму, що дає змогу опрацьовувати вхідні напруги нижче сотень мікровольт і вимірювати високочастотні мікровібрації;

· вдосконалено модель для схемотехнічого рівня проектування ємнісного мікродавача зустрічно-стрижневої конструкції, яка відрізняється від існуючих наявністю параметрів, що враховують вплив жорсткості балок та демпфування повітря, чим забезпечується підвищення точності вихідних параметрів на 7–10% та універсальності макромоделі;

· отримала подальший розвиток модель ємнісного акселерометра зустрічнострижневої конструкції для системного рівня проектування, яка грунтується на теорії мереж Петрі, що дало змогу комплексно проаналізувати динаміку роботи інтегрального пристрою.

Практичне значення одержаних результатів дисертаційної роботи полягає в тому, що:

· розроблені методи та моделі використані для реалізації математичного забезпечення підсистеми моделювання ємнісних інтегральних акселерометрів;

· розроблено структурну схему, програмне, лінгвістичне та інформаційне забезпечення для підсистеми моделювання ємнісних інтегральних акселерометрів виготовлених за технологіями МЕМС;

· розроблено структурну та електричну принципову схеми пристрою для вимірювання лінійного прискорення, яка дає змогу реєструвати зміни ємності в діапазоні від 10- 15 до 10 - 18 Ф.

Теоретичні та практичні результати дисертаційної роботи використовуються у Фізико-механічному інституті ім. Г.В.Карпенка НАН України та впроваджено у навчальний процес кафедри “Системи автоматизованого проектування” Національного університету “Львівська політехніка”, що підтверджено відповідними актами. У лекційному курсі “Автоматизація проектування мікроелектронних систем” використані метод вимірювання прискорення та метод керування сигналом від ємнісного мікроакселерометра зустрічно-стрижневої конструкції.

Особистий внесок здобувача. Всі наукові результати теоретичних і практичних досліджень, викладені в дисертації, одержані автором особисто.

У друкованих працях, опублікованих у співавторстві, дисертанту належать: [2, 19] – розроблення методу та схеми перетворення сигналів, опис принципу роботи, розроблення математичної моделі; [3] – розроблення моделі схемотехнічного рівня проектування; [13, 14, 15] – розроблення математичної моделі ємнісного мікроакселерометра; [7, 22] – проведення досліджень; [4, 20] – розроблення моделі для аналізу динаміки роботи системи та визначення ряду вихідних параметрів ємнісного акселерометра зустрічно-стрижневої конструкції на системному рівні проектування, яка грунтується на теорії мереж Петрі; [5] – проведення досліджень, розроблення програмного забезпечення, проведення моделювання; [6, 21] – проведення досліджень; [8, 18] – розроблення та аналіз схеми перетворення сигналів інтегрального акселерометра; [9, 17] – розроблення програмних засобів для аналізу МЕМС з використанням теорії мереж Петрі; [10] – розроблення методу вимірювання прискорення; [16] – проведення досліджень вихідних механічних параметрів конструкції ємнісного інтегрального акселерометра, розроблення програмного забезпечення.

Апробація результатів дисертації.

Основні наукові, теоретичні положення та практичні результати дисертаційної роботи доповідалися і обговорювалися на:

міжнародних науково-технічних конференціях “Досвід розробки і застосування приладо-технологічних САПР в мікроелектроніці”, CADSM’2005 (Львів, 2005р.); XIV Ukrainian - Polish Conf. “CAD in Machinery Design. Implementation and Educational Problems” (Поляна, 2006); Intern. Conf. of Young Scientists “Perspective Technologies and Methods in MEMS Design” (MEMSTECH’2005, ’2006, ’2007, ’2008, ‘2009), Lviv– Polyana, 2005, 2006, 2007, 2008, 2009; XI Intern. Conf. “Computer Simulation in Machine Design – COSIM2006”, Krynica Zdrj, Poland, 2006; IX Міжнародна науково-технічна конференція “Системний аналіз та інформаційні технології”, Київ, 2007; II Annual International Conference of Students, Post-graduates and Young Scientists “Computer Science and Engineering - 2007” (CSE-2007) – Lviv; наукових семінарах кафедри „Системи автоматизованого проектування” Національного університету “Львівська політехніка” (2006-2008 рр.).

Публікації. За результатами досліджень, які викладені в дисертації, опубліковано 22 наукові праці, з-поміж яких 8 статей опубліковано у фахових наукових виданнях за переліком ВАК України, 1 стаття – в інших виданнях, 1 – патент та 12 публікацій – в збірниках матеріалів міжнародних конференцій.

Структура та обсяг дисертації. Дисертаційна робота включає вступ, чотири розділи, висновки, додатки та список використаних джерел. Загальний обсяг дисертації складає 149 сторінок, з них 114 сторінок основного тексту. Cписок літератури з 138 найменувань.

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ

У вступі обгрунтовано актуальність теми дисертаційної роботи, сформульовано мету і завдання роботи, наукову новизну та практичну цінність одержанних результатів, показано зв'язок роботи з науковими програмами, планами та темами. Наведені дані про впровадження результатів роботи, її апробоцію, публікації та особистий внесок здобувача.

У першому розділі проведено аналіз сучасного стану математичного забезпечення, існуючих конструкцій та систем для моделювання та проектування ємнісних акселерометрів виготовлених з використанням МЕМС технологій для визначення основних особливостей їх проектування, що дало змогу визначити недоліки існуючих методів, моделей і програмних засобів моделювання.

В результаті проведеного аналізу математичного забезпечення для моделювання акселерометрів встановлено, що існуючі моделі володіють низькою точністю і їх можна використати лише на етапі схемотехнічного моделювання та проектування. Для підвищення точності моделей необхідно враховувати їх конструктивно-технологічні особливості.

Проведений аналіз існуючих програмних засобів для моделювання ємнісних акселерометрів дає змогу стверджувати, що при розробленні ємнісних інтегральних акселерометрів необхідно використовувати комплексний підхід, тобто: проводити одночасний аналіз роботи перетворювача прискорення та схеми керування ним, що обумовлено малими зміщеннями ємності, наявністю паразитних ємностей та необхідністю врахування їх взаємного впливу.

Проведений аналіз існуючих методів та схем контролю прискорення ємнісного мікродавача, а саме схем базованих на компенсаційних акселерометрах з дискретним виходом, базованих на акселерометрах з аналогово-цифровим перетворювачем та схем вимірювання за допомогою підвішаних елементів, дає змогу стверджувати про необхідність розроблення методу та схем керування ємнісним мікродавачем прискорення, які б дали змогу підвищити точність вимірювання прискорення та розширити експлуатаційні характеристики інтегральних акселерометрів.

В результаті проведеного аналізу програмного забезпечення для моделювання акселерометрів встановлено, що найчастіше при розробленні МЕМС використовуються наступні програмні системи: SUGAR, NODASv1.4, CAEMEMS, ANSYS, CFD-ACE, COVENTOR, CADENCE, MAXWELL. Також встановлено, що практично відсутні програмні засоби для комплексного аналізу ємнісних інтегральних акселерометрів.

У другому розділі розроблено метод для вимірювання прискорення та вдосконалено метод оброблення сигналу від мікродавача ємісного типу.

Для вимірювання прискорення в побудованому методі використано два ємнісні давачі (рис. 1 та рис. 2), які розташовано на об’єкті, для якого визначають величину прискорення. Сигнал від генератора 1 стабільної частоти подається на первинну обмотку трансформатора 2 і дальше він, відповідно, поступає в перший резонансний контур, що утворений вторинною обмоткою трансформатора 2 та ємнісним давачем прискорення 3, та в другий резонансний контур, який утворений вторинною обмоткою трансформатора 2 та другим ємнісним давачем прискорення 4. При наявності прискорення ємність першого ємнісного давача прискорення 3 збільшується, а другого ємнісного давача прискорення 4 – зменшується. При зміні напряму дії прискорення ємність першого давача прискорення 3 зменшується, а другого, відповідно, збільшується. При наявності прискорення обидва контури змінюють свої параметри за рахунок зміни величин ємності (рис.3а). При появі додатного прискорення обидві ємності інтегральних давачів прискорення 3, 4 збільшуються: ( f + Df, f + Df ), де f – частота власних коливань першого контура;

– частота власних коливань другого контура; Df – величина зміни значення f частоти.

–  –  –



Pages:   || 2 | 3 |
Похожие работы:

«Лекція 7 ДЕРЖАВНЕ РЕГУЛЮВАННЯ РОЗВИТКУ РЕГІОНІВ 1. Регіональна економічна політика, її сутність і завдання.2. Механізм реалізації регіональної економічної політики держави.3. Державне регулювання соціально-економічного розвитку регіонів.4. Місцеві бюджети як фінансова основа соціально-економічного розвитку регіонів.1. Регіони це цілісна територіальна частина господарства країни, яка характеризується наявністю місцевих органів керування, певною структурою виробництва, внутрішніми зв’язками,...»

«Національний університет “Львівська політехніка” Войтюк Володимир Валентинович УДК 681.5.08 ВИМІРЮВАННЯ ВИТРАТИ МОЛОКА В МОЛОЧНІЙ ЛІНІЇ ДОЇЛЬНОГО АПАРАТУ Спеціальність 05.11.01 Прилади та методи вимірювання механічних величин АВТОРЕФЕРАТ дисертації на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук Львів 2011 Дисертацією є рукопис. Робота виконана у Кіровоградському національному технічному університеті Міністерства освіти і науки, молоді та спорту України. Науковий керівник: кандидат...»

«УДК 502.131:005.934:339.138 Кучмійов Андрій Володимирович, директор Державного центру сертифікації МНС України (м. Київ ) МЕХАНІЗМ УПРАВЛІННЯ ЕКОЛОГІЧНОЮ БЕЗПЕКОЮ ЕКОНОМІЧНИХ СИСТЕМ НА ЗАСАДАХ МАРКЕТИНГУ Розкрито особливості застосування маркетингового підходу в площині управління екологічною безпекою економічних систем на прикладі регіону та підприємств у його межах. Розроблено науково-методичний підхід до формування організаційно-економічного механізму управління екологічною безпекою на...»

«ISSN 2312-7600. Економічний нобелівський вісник. 2014. № 1 (7) Л.М. БУХАРІНА, УДК 332.012.2 доктор економічних наук, доцент Запорізького національного університету ПРОЦЕС УПРАВЛІННЯ І САМООРГАНІЗАЦІЇ РЕГІОНАЛЬНИХ СОЦІАЛЬНО-ЕКОНОМІЧНИХ СИСТЕМ Обґрунтовано необхідність аналізу процесів управління та самоорганізації регіональних соціально-економічних систем з метою визначення загальних закономірностей їхнього розвитку, що дозволить сформувати наукову основу для удосконалення методології...»

«НАЦІОНАЛЬНА АКАДЕМІЯ НАУК УКРАЇНИ ІНСТИТУТ ФІЗИКИ НАПІВПРОВІДНИКІВ ім. В.Є. ЛАШКАРЬОВА На правах рукопису Гудименко Олександр Йосипович УДК: 539.213; 539.23+621.793.79; 539.26 РЕНТГЕНІВСЬКА ДИФРАКТОМЕТРІЯ ПРИПОВЕРХНЕВИХ ШАРІВ ТА ГЕТЕРОСТРУКТУР НА ОСНОВІ Si(Ge) та In(Ga)As (01.04.07 – фізика твердого тіла) Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата фізико-математичних наук Науковий керівник: доктор фізико-математичних наук Кладько Василь Петрович Київ – 2011 ЗМІСТ РОЗДІЛ 1. Методи...»

«МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ, МОЛОДІ ТА СПОРТУ ДЕРЖАВНИЙ ВИЩИЙ НАВЧАЛЬНИЙ ЗАКЛАД «ДОНЕЦЬКИЙ НАЦІОНАЛЬНИЙ ТЕХНІЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ» Кафедра нарисної геометрії та інженерної графіки МЕТОДИЧНІ ВКАЗІВКИ РОБОЧИЙ ЗОШИТ до самостійної роботи студентів з нарисної геометрії, інженерної та комп’ютерної графіки Частина 1 “Нарисна геометрія” (напрями підготовки «Їнженерна механіка», «Машинобудування») Донецьк ДонНТУ 2013 МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ, МОЛОДІ ТА СПОРТУ ДЕРЖАВНИЙ ВИЩИЙ НАВЧАЛЬНИЙ...»

«Чорна О.М., Колодка К.В. Концепція механізму державного управління інвестиційно-інноваційними процесами в Україні УДК 351.774 Чорна О.М., к.е.н., доцент, ДонНУ Колодка К.В., студентка ДонНУ КОНЦЕПЦІЯ МЕХАНІЗМУ ДЕРЖАВНОГО УПРАВЛІННЯ ІНВЕСТИЦІЙНО-ІННОВАЦІЙНИМИ ПРОЦЕСАМИ В УКРАЇНІ У статті окреслено коло ключових проблем у сфері державного управління інвестиційно-інноваційними процесами в Україні, на основі чого обґрунтовано концептуальні підходи щодо розвитку механізму державного управління...»

«УДК 622.232 В.М. Стасюк, к.т.н. Луцький державний технічний університет ВИКОРИСТАННЯ КЛАПАННИХ РОЗПОДІЛЬНИКІВ У СИСТЕМАХ ВПУСКУ ПНЕВМАТИЧНИХ ПРИВОДІВ Запропоновано систему впуску для пневматичних приводів на основі вмонтованих клапанних пневморозподільників. Наводяться результати її теоретичних досліджень. Постановка проблеми. Системи впуску стисненого повітря у робочі камери пневматичних приводів поділяються на клапанні, безклапанні, золотникові та комбіновані [1]. Золотникові та комбіновані...»

«C. Г. КОБЕРНІК, Р. Р. КОВАЛЕНКО ГЕОГРАФІЯ 10 клас CОЦІАЛЬНО-ЕКОНОМІЧНА ГЕОГРАФІЯ СВІТУ Підручник для загальноосвітніх навчальних закладів Харків «Оберіг» ББК 26.8я721 УДК 9 К55 Рекомендовано Міністерством освіти і науки України (наказ МОН України №177 від 03.03.2010 р.) Видано за рахунок держаВних коштіВ. Продаж заборонено наукову експертизу проводив: Інститут географії Національної академії наук України Психолого-педагогічну експертизу проводив: Ніжинський державний університет ім. Миколи...»

«Психологічні перспективи. Випуск 17.2011 О. М. Хлівна УДК 159.923.2 РОЗВИТОК ПОЗИТИВНОЇ Я-КОНЦЕПЦІЇ СТУДЕНТІВ ЗАСОБАМИ ПСИХОЛОГІЧНОГО ТРЕНІНГУ У статті проаналізовано феномен Я-концепції та механізми його розвитку. Наведено результати емпіричного дослідження впливу психологічного тренінгу на вдосконалення Я-концепції студентів-психологів. Ключові слова: професійна самосвідомість, Я-концепція, самооцінка, психологічний тренінг. Хлевная А. Н. Развитие позитивной Я-концепции студентов посредством...»




Продажа зелёных и сухих саженцев столовых сортов Винограда (по Украине)
Тел.: (050)697-98-00, (067)176-69-25, (063)846-28-10
Розовые сорта
Белые сорта
Чёрные сорта
Вегетирующие зелёные саженцы


 
2013 www.uk.x-pdf.ru - «Безкоштовна електронна бібліотека»