Modelado análisis y control de dispositivos micro-electro-mecánicos de almacenamiento masivo

Resumen

Los sistemas micro-electro-mecánicos MEMS (MEMS Micro-Eletro-Mechanical-Systems) son dispositivos electro-mecánicos muy pequeños (de 10-1000 um) que incluyen sensores, válvulas, engranajes y actuadores fabricados sobre superficies de silicio policristalino, usando los mismos procesos fotolitográficos empleados en la fabricación de dispositivos micro-electrónicos. En este trabajo se presenta un modelo matemático y un procedimiento para controlar el movimiento de memorias de almacenamiento masivo MEMS de medio móvil. El modelo matemático se basa en dos masas acopladas por un amortiguador y un muelle no lineal. De esta forma, se obtienen dos osciladores acoplados tipo Duffing, cuyo movimiento, para fuerzas aplicadas de tipo senoidal, puede resultar caótico, con la aparición de un atractor extraño. Puesto que un atractor extraño es un conjunto denso, cuando el sistema pasa cerca del punto de consigna, se conmuta a una ley de control no lineal, de forma que el punto de consigna sea asintoticamente estable. Se investiga así la posibilidad de obtener señales de control pequeñas, de forma que se alcance el punto de consigna con las mínimas oscilaciones posible. Las prestaciones y posibilidades del sistema de control diseñado se comparan a través de simulación del modelo propuesto, de acuerdo con las necesidades en cuanto a velocidad de respuesta y precisión que requieren los dispositivos actuales de almacenamiento masivo MEMS.