Numerická analýza elektrostatického mikroaktuátoru

Martin SINKULE

Bachelor's thesis

Numerical analysis of electrostatic microactuator

Abstract:

Předložená bakalářská práce se zabývá popisem základních fyzikálních principů, které se u elektrostatických mikroaktuátorů používají. Je to elektrostatické pole, jeho energie a síly, které v něm působí. Dále se hodnotí jejich technické provedení, materiály pro výrobu, samotná výroba a využití v současné technice. Popisuje se také způsob řešení numerických diferenciálních rovnic nejpoužívanějšími metodami. Poté se práce zaměřuje na sestavení obecného matematického modelu elektrostatického mikroaktuátoru, což je sestavení diferenciálních rovnic a okrajových podmínek spolu s podmínkami na rozhraní pro numerické řešení modelu a sestavení rovnic pro řešení dynamiky. Poslední část práce se zabývá numerickou analýzou všech typů elektrostatických mikroaktuátorů a jejich diagnostikou. Hlavním cílem této práce je srovnání numerických i analytických výsledků výpočtů a simulací všech typů elektrostatických mikroaktuátorů a jejich vzájemné srovnání dle dosažených výsledků.

Abstract:

The present bachelor's thesis deals with the description of basic physical principles which are used for electrostatic microactuators. It's electrostatic field, its energy and power which operates in it. It also assess their technical design, materials for production, the production itself and the use in the present technique. It also disclosed a way of numerical solution of differential equations of the most used methods. After that the work focuses on the preparation of mathematical model of electrostatic microactuator, which is a compilation of differential equations and boundary conditions, together with the boundary conditions for the numerical solution of the model equations and build solutions for dynamics. The last part of work deals with the numerical analysis of all types of electrostatic microactuators and their diagnostics. The main aim of this work is the comparison of the numerical and analytical results of calculations and simulations of all types of electrostatic microactuators and their mutual comparison of the achieved results.

Keywords

Elektrostatické pole, Agros2D, metoda konečných prvků, elektrostatický mikroaktuátor, výroba mikrostruktur, matematický model, numerická analýza, numerické řešení

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 9. 6. 2014

Accessible from:: 31. 12. 2999

Thesis defence

• Supervisor: Ing. František Mach

University of West Bohemia

Faculty of Electrical Engineering

Bachelor programme / field:
Electrical Engineering and Informatics / Electronics and Telecommunications