[发明专利]微机电系统的温度参数化降阶建模方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种微机电系统(MEMS)的温度参数化降阶建模方法，属微机电系统设计与模型降阶领域。

背景技术

MEMS器件结构通常采用硅为材料，通过半导体工艺加工而成。由于硅为一种热敏材料，它的物理性质受温度的影响较大，当温度变化时，硅的杨氏模量、热扩散系数和热应力会发生较大变化，而这些物理性质的变化会影响MEMS器件的谐振频率，从而导致输出信号有较大误差。

为了缩短研发周期，降低产品成本，需要提高设计和仿真效率。一般可以对原始模型进行处理，采用一定的降阶方法，在维持输入输出特性基本不变的情况下使其自由度大幅缩减，建立能反应原始模型特性的低阶模型来达到高效快速分析和评价的目的。但是传统的降阶方法往往不能保留原始模型中的任何参数，这样如果原始模型的参数发生改变时就需要多次降阶，导致较大的计算量。为了在降阶过程中保护原参数系统的参数，就需要采用参数化的降阶算法。

复旦大学冯丽红在申请号为200510025270.9的专利“一种参数系统的模型降阶方法”中，针对热学模型发明了一种参数系统的模型降阶方法，但是其主要针对的是一阶单参数系统，不能解决二阶系统的温度参数化问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种微机电系统降阶建模方法，能够实现快速、精确地分析温度对微机械结构性能的影响，并且可以实现在系统级求解器中与接口电路进行联合仿真，进而可以分析出温度对整个微机电系统性能的影响。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案为一种微机电系统的温度参数化降阶建模方法，该方法包括以下步骤：

第一步：提取微机械陀螺的质量、刚度、温度应力刚度矩阵，建立与温度相关的微机械陀螺二阶动力学方程：

ρMx··(t)+Cx·(t)+[E0(1+TCEΔT)K+E0(1+TCEΔT)TChΔTS]x(t)=Bd+ETChΔTBt+ω2ρBry(t)=LTx(t)---(1)]]>