Periodic oscillations in electrostatic actuators under time delayed feedback controller

Título traducido de la contribución: Oscilaciones periódicas en actuadores electrostáticos con control de realimentación retardada

Pablo Amster, Andrés Rivera, Alexander Arredondo

Producción: Contribución a una revistaArtículorevisión exhaustiva

Resumen

In this paper, we prove the existence of two positive 𝑇 -periodic solutions of an electrostatic
actuator modeled by the time-delayed Duffing equation
𝑥̈(𝑡) + 𝑓𝐷(𝑥(𝑡), 𝑥̇ (𝑡)) + 𝑥(𝑡) = 1 − 𝑒2(𝑡, 𝑥(𝑡), 𝑥𝑑 (𝑡), 𝑥̇ (𝑡), 𝑥̇ 𝑑 (𝑡))
𝑥2(𝑡) , 𝑥(𝑡) ∈]0, ∞[
where 𝑥𝑑 (𝑡) = 𝑥(𝑡 − 𝑑) and 𝑥̇ 𝑑 (𝑡) = 𝑥̇ (𝑡 − 𝑑), denote position and velocity feedback respectively,
and
(𝑡, 𝑥(𝑡), 𝑥𝑑 (𝑡), 𝑥̇ (𝑡), 𝑥̇ 𝑑 (𝑡)) = 𝑉 (𝑡) + 𝑔1(𝑥(𝑡) − 𝑥𝑑 (𝑡)) + 𝑔2(𝑥̇ (𝑡) − 𝑥̇ 𝑑 (𝑡)),
is the feedback voltage with positive input voltage 𝑉 (𝑡) ∈ 𝐶(R∕𝑇Z) for 𝑒 ∈ R+, 𝑔1, 𝑔2 ∈ R,
𝑑 ∈ 0, 𝑇 . The damping force 𝑓𝐷(𝑥, 𝑥̇ ) can be linear, i.e., 𝑓𝐷(𝑥, 𝑥̇ ) = 𝑐𝑥̇ , 𝑐 ∈ R+ or squeeze
film type, i.e., 𝑓𝐷(𝑥, 𝑥̇ ) = 𝛾𝑥̇ ∕𝑥3, 𝛾 ∈ R+. The fundamental tool to prove our result is a local
continuation method of periodic solutions from the non-delayed case (𝑑 = 0). Our approach
provides new insights into the delay phenomenon on microelectromechanical systems and can
be used to study the dynamics of a large class of delayed Liénard equations that govern the
motion of several actuators, including the comb-drive finger actuator and the torsional actuator.
Some numerical examples are provided to illustrate our results
Título traducido de la contribuciónOscilaciones periódicas en actuadores electrostáticos con control de realimentación retardada
Idioma originalInglés
Número de artículo107840
Páginas (desde-hasta)1-17
Número de páginas17
PublicaciónCommunications in Nonlinear Science and Numerical Simulation
Volumen131
N.º107840
DOI
EstadoPublicada - abr. 2024

Huella

Profundice en los temas de investigación de 'Oscilaciones periódicas en actuadores electrostáticos con control de realimentación retardada'. En conjunto forman una huella única.

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