Tóm tắt Luận án Tiến sĩ Công nghệ kỹ thuật điện tử, truyền thông: Mô phỏng và tối ưu hóa vi gắp có cảm biến dùng để thao tác với các vi vật thể

Luận án giới thiệu về hướng nghiên cứu, thiết kế các vi chấp hành và các loại cảm biến sử dụng cho vi gắp; trình bày về nâng cấp mô hình mô phỏng, phân tích tổng quát phân bố nhiệt độ trên cơ cấu chấp hành, chuyển vị và lực kẹp bằng phương pháp cơ học cổ điển và mô hình truyền nhiệt, trình bày cơ chế điều khiển, hàm điều khiển PID để tối ưu hoạt động vi gắp. Mời các bạn cùng tham khảo.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Tóm tắt Luận án Tiến sĩ Công nghệ kỹ thuật điện tử, truyền thông: Mô phỏng và tối ưu hóa vi gắp có cảm biến dùng để thao tác với các vi vật thểĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘITRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆPhan Hữu PhúMÔ PHỎNG VÀ TỐI ƯU HÓA VI GẮP CÓ CẢM BIẾNDÙNG ĐỂ THAO TÁC VỚI CÁC VI VẬT THỂChuyên ngành: Kỹ thuật điện tửMã số: 62 52 02 03TÓM TẮT LUẬN ÁN TIẾN SĨCÔNG NGHỆ KỸ THUẬT ĐIỆN TỬ, TRUYỀN THÔNGHà Nội – 2015Công trình được hoàn thành tại: Trường Đại học Công nghệ,Đại học Quốc gia Hà NộiNgười hướng dẫn khoa học:1. PGS. TS. CHỬ ĐỨC TRÌNH2. PGS.TS. VŨ NGỌC HÙNGPhản biện: ................................................................................................................................................................................................Phản biện: ................................................................................................................................................................................................Phản biện: ................................................................................................................................................................................................Luận án sẽ được bảo vệ trước Hội đồng cấp Đại học Quốc giachấm luận án tiến sĩ họp tại ................................................................vào hồigiờngàythángnămCó thể tìm hiểu luận án tại:-Thư viện Quốc gia Việt Nam-Trung tâm Thông tin - Thư viện, Đại học Quốc gia HàNộiChương 1.1.1TỔNG QUANVi gắp, hệ thống chấp hành và cảm biếnCông nghệ vi cơ điện tử (MEMS) cho phép phát triển các côngcụ thu nhỏ với kích thước cỡ mili mét để thao tác với các vi vật thể(kích thước nằm trong dải micro mét) nhằm đạt được nhiều lợi thếnhư kích thước nhỏ gọn, giá rẻ hay có tần số hoạt động cao. Nhiều hệthống vi gắp và cảm biến đã được giới thiệu trong hơn hai thập kỷvừa qua.1.2Giới thiệu các loại vi gắpPhần này giới thiệu sự phát triển của các loại vi gắp phổ biếnhiện nay cùng các đặc điểm cơ bản của chúng. Vi gắp điện từ với cấutrúc đơn giản có thể tạo ra chuyển vị lớn trong môi trường nhiệt độhoạt động thấp mà độ trễ không đáng kể. Đặc biệt, hai biến thể khácnhau của cấu trúc răng lược dọc và răng lược ngang có thể đáp ứngtốt cho yêu cầu về độ chính xác cao và chuyển vị lớn. Bên cạnh đó,cơ cấu chấp hành nhiệt điện hoạt động ở dải điện áp thấp có thể tạora lực kẹp và chuyển vị lớn nhờ hiệu ứng giãn nở nhiệt của các vậtliệu khác nhau. Mặt khác, lực kẹp lớn, chuyển vị chính xác và đápứng nhanh cũng là các điểm mạnh của cơ cấu chấp hành áp điện.Ngoài ra, cơ cấu chấp hành điện từ và khí nén có thể tạo ra lực kẹpvà chuyển vị lớn.1.3Giới thiệu các loại cảm biến dùng cho vi gắpCảm biến lực và chuyển vị là cần thiết trong các hệ thống vigắp. Phần này giới thiệu tổng quan về các loại cảm biến đang đượcnghiên cứu và sử dụng rộng rãi cho hệ thống vi gắp, gồm cảm biếnquang học, cảm biến lực áp trở và cảm biến lực điện dung. Trước khi1cảm biến lực và chuyển vị được áp dụng, các phương pháp giám sátbằng quang học đã được nghiên cứu rộng rãi. Trong những năm gầnđây, các nhà nghiên cứu quan tâm nhiều tới việc phát triển cảm biếncó độ phân giải và độ nhạy cao. Để đạt được độ tin cậy và an toàntrong thao tác, cảm biến lực và chuyển vị tích hợp như cảm biến ápđiện, cảm biến áp trở và cảm biến điện dung đã được phát triển nhằmthu thập thông tin theo thời gian thực.1.4Vi gắp tích hợp cảm biến nhiệt điện silic-polymeTrong các loại vi gắp và hệ thống cảm biến đã được giới thiệu,mỗi cấu trúc đều có ưu và nhược điểm riêng. Vi gắp nhiệt điện silicpolyme tích hợp cảm biến áp trở với nhiều ưu điểm đã được giớithiệu, chế tạo và đo đạc [11]. Cấu trúc vi gắp này được sản xuất dựatrên công nghệ vi khối, công nghệ polyme, và hoàn toàn tương thíchvới công nghệ CMOS. Các thông số của vi gắp cho thấy nó có thểthao tác với vi hạt hiệu quả hơn, chính xác hơn so với các vi gắp đãphát triển trước đó. Chuyển vị của vi gắp lên tới 32 μm và nhiệt độhoạt động trung bình 176 oC tại điện áp 4,5 V. Vi gắp này có thể thaotác với các vi hạt có kích thước từ 8 đến 40 μm và được tích hợp cảmbiến áp trở có thể xác định chuyển vị và lực kẹp. Với nhưng ưu điểmkể trên, vi gắp này được lựa chọn làm đối tượng nghiên cứu tiếp theocho luận án này. Để thuận tiện cho các nghiên cứu trình bày trongluận án, chi tiết của vi gắp cảm biến nhiệt điện silic-polyme đượctrình bày trong phần này.1.5Cấu trúc của luận ánLuận án sẽ gồm có ba chương chính.Chương 1: Giới thiệu về hướng nghiên cứu, thiết kế các vichấp hành và các loại cảm biến sử dụng cho vi gắp. Từ đó nêu lý do2tại sao chọn vi gắp tích hợp cảm biến nhiệt điện silicon-polyme đểnghiên cứu và phát triển tiếp. Giới thiệu các kết quả nghiên cứu đãcó của vi gắp này.Chương 2: Trình bày về nâng cấp mô hình mô phỏng, phântích tổng quát phân bố nhiệt độ trên cơ cấu chấp hành, chuyển vị vàlực kẹp bằng phương pháp cơ học cổ ...