Autor(es): Moreira, Eurico Esteves
Data: 2014
Identificador Persistente: https://hdl.handle.net/1822/41912
Origem: RepositóriUM - Universidade do Minho
Assunto(s): FPGA; MEMS; Atuadores electroestáticos; Sistema de controlo; Electrostatic microactuators; Control system; Actuateurs électrostatiques; Système de contrôle
Nos dias de hoje, os dispositivos baseados em MEMS (Micro-electromechanical systems) são uma constante no mercado, desempenhando as mais diversas tarefas, desde a medição da aceleração ou pressão, até à utilização como microfones. Dispositivos MEMS são também usados como micro-atuadores, sendo que no caso dos micro-atuadores electroestáticos, devido às suas características, foram desenvolvidos sistemas contendo microsondas ou micro-espelhos com resultados muito promissores. O deslocamento entre placas paralelas electrostaticamente atuadas é apenas estável até 1/3 da distância total. Esta dissertação propõe o controlo de micro-atuadores na zona de instabilidade, sendo que a implementação de leis de controlo adequadas a MEMS permite deslocamentos controlados para além da zona de estabilidade. Foram implementadas duas leis distintas, o controlo On-Off e controlo PID com linearização em malha fechada, de forma a controlar bidireccionalmente o deslocamento dos elétrodos. Os resultados experimentais do sistema de controlo demonstram o seguimento de diversas referências a diferentes frequências. Foi conseguido um deslocamento superior a 88.9% da distância entre placas, o que equivale a uma melhoria de 267%. Estes resultados foram obtidos de forma muito similar nas duas teorias implementadas. A utilização de sistemas de controlo com leis adaptadas a MEMS é eficiente para minimizar as limitações dos micro-atuadores electroestáticos. O uso de uma FPGA aumenta o desempenho do sistema de forma significativa.
