傳感器作為鏈接智能軟件技術和外界環(huán)境的信息媒介,對全面實現(xiàn)智能化和信息化有著至關重要的作用。其中,微懸臂梁傳感器由于其精度高,體積小等優(yōu)勢,已經(jīng)得到了廣泛地應用。智能化和信息化的快速發(fā)展,對微懸臂梁傳感器的精度和研發(fā)迭代速度有了空前的需求。計算機輔助工程技術(CAE)是已經(jīng)被廣泛采用的快速高效設計輔助技術。然而高靈敏度的微懸臂梁傳感器由于其往往存在多個物理場之間的耦合,對其進行準確的有限元仿真是一個難題,為了保證仿真的準確度,微懸臂梁傳感器的三維仿真往往也需要大量的求解時間和計算資源的開銷。因此,提出了一種基于機器學習算法的微懸臂梁仿真誤差修正方法,在縮短有限元仿真時間的同時,盡可能地保證了結果的準確度。以懸臂梁電流傳感器為例,建立了從三維到二維模型的簡化理論,提出了磁場-結構場-電場的全耦合仿真方法,并用實驗結果進行了驗證,然后對二維和三維模型各進行了1767組系統(tǒng)化的有限元仿真,分析并追溯了降維過程中的仿真誤差,結果表明誤差大部分源于固體力學部分,二維仿真能縮短85.7%的仿真時間,內(nèi)存開銷能減少65.9%,引入的誤差最大會達到92%。建立了基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡的誤差修正方法,并用16...

【文章頁數(shù)】：104 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖1-1微懸臂梁傳感器分類

第1章緒論31.2微懸臂梁傳感器研究現(xiàn)狀微懸臂梁傳感器是利用微納米加工技術對硅進行加工，得到的微懸臂制造出來的傳感器，其尺度一般在幾百微米以下[34]。微懸臂梁傳感器可通過壓電材料和壓阻材料等對應力應變敏感的材料來進行機電信號轉(zhuǎn)換。這些功能薄膜會被加工在微懸臂梁表面，當微懸臂梁發(fā)....

圖1-2原子力顯微鏡原理示意圖[35]

吉林大學碩士學位論文4圖1-2原子力顯微鏡原理示意圖[35]最早的微懸臂梁傳感器可以追溯到1986年CalvinQuate和Gerber團隊發(fā)明的原子力顯微鏡[35]。原子力顯微鏡核心傳感部件是一根微米級的硅基懸臂梁微懸臂梁，其末端加工有納米級的針尖，如圖1-2所示。微懸臂的針尖....

圖1-2基于懸臂梁的典型傳感器（根據(jù)文獻[42-48]截取重制而成）

第1章緒論5們的研究表示，這種傳感器具有高靈敏度，高穩(wěn)定性，并對溫度和封裝應力有良好的抗干擾能力[38]。當外接的激勵信號作用到微懸臂梁梁體端部質(zhì)量塊上后，微懸臂梁產(chǎn)生差分頻率信號，并通過后期對差分信號的處理來減少溫度和應力帶來的誤差。除此之外，得益于微懸臂梁結構簡單、機械性能好....

圖1-4懸臂梁電流傳感器示意圖

吉林大學碩士學位論文8圖1-3常見的CAE軟件導圖CAE最早的理論基礎也來自有限單元法。在1941年，AlexanderHrennikoff教授在一篇求解彈性問題的文章中首次提到一種框架式方法（frame-workmethod），這種方法是一種解算彈性體力學問題的通用解法，在文中....

本文編號：3926699