Mathworks®集成

微机电系统+为MATLAB和Simulink,设计创建在微机电系统+ Innovator可立即作为Simulink使用®或MATLAB®兼容模式。微机电系统+支bob竞猜app持信号流(Simulink)和MATLAB脚本驱动的MEMS设备及其周围的信号处理或控制电路设计。

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器件或系统级的快速MEMS仿真

MATLAB和Simulink(来自Mathworks)是用于工程创新的强大的数字工具,可用于多个工程学科。工程师使用这些工具来设计特定领域的系统,并快速解决困难的工程问题。

微机电系统+ for MATLAB允许MEMS工程师在熟悉的MATLAB和/或Simulink环境中模拟他们的MEMS设计,并在系统架构和集成电路设计中提供兼容的MATLAB模型。

控件中创建的参数化模型可以导入微机电系统+设计平台直接进入MATLAB或Simulink。微机电系统+不需要设备物理编程(如机械方程或电容提取)或有限元分析。用户只需创建一个三维设计微机电系统+ Innovator使用工具的直观的3-D图形界面。MATLAB或Simulink的仿真结果可以随后加载回微机电系统+结果可视化模块用于3-D观看。使用微机电系统+结果可视化时,所有用MATLAB或Simulink得到的仿真结果均可显示为全轮廓三维动画。

微机电系统+用于MATLAB和Simulink提供MEMS系统的系统级分析,从纯暂态仿真到直流、直流转换、模态和交流分析。

关键特性

  • MEMS+ GUI在Simulink自动参数化模型创建
  • 快速系统模拟
  • 准确multi-physics建模
  • bob竞猜app支持直流,直流传输,模态,交流和瞬态模拟
  • 用户定义的符号引脚和参数
  • MATLAB脚本接口,用于模型导入,操作和仿真直接从MATLAB命令行接口

微机电系统+ Simulink中的系统仿真

控制工程师和系统架构师通常使用Mathworks的Simulink来设计MEMS控制回路和信号处理电路。为了取得成功,他们需要在Simulink仿真环境中快速、准确地建立MEMS器件的模型。MEMS系统仿真对于控制器和滤波器的设计以及预测产量对制造变化的敏感性至关重要。

微机电系统+的Simulink让您创建所需的设备模型,只需导入一个3-D模型微机电系统+创新者。微机电系统+模型可以插入到更大的系统中,这些系统由来自标准Simulink库的组件或来自用户定义的组件组成。在Simulink中创建的MEMS+模型是基于Coventor的强大功能微机电系统+模型库,并远远超出一阶近似。微机电系统+在Simulink中为现实世界的问题提供现实世界的答案,如:

  • 如果其他运动模式干扰了控制或感知所需模式的测量,该怎么办?
  • 设备控制回路是否能够从严重的冲击中恢复?
  • 如果装置停了怎么办?
  • 如果设备拓扑发生了变化,或者尺寸发生了很大的变化,该怎么办?
系统仿真
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微机电系统+自动创建Simulink中系统仿真所需的符号。所有微机电系统+模型在Simulink是内在的参数化。在Innovator原理图中设置为“暴露”的任何数量的材料、工艺或几何变量也保存在Simulink中创建的相关符号中。这意味着你永远不需要在Simulink中重新创建模型,因为材料,过程或几何设计的变化。

此外,Innovator的MEMS建模环境提供了在Simulink中可见的符号引脚的数量和名称的完全用户控制。微机电系统+ for Simulink支bob竞猜app持输入引脚用于电压、力、扭矩、压力负载、加速度和角速率,输出引脚用于电容、电阻、位置和角度。

在本例中,用户暴露了以下用于系统模拟的输入:参考系的x和y加速度(这是一个2轴加速度计)以及单独的定子梳和证明质量(v_rotor)的电压。对于输出,用户已经暴露了证明质量和四个定子梳之间的4个电容。为了纯粹的诊断目的,模型上的一个点被暴露出来,用于直接施加一个力输入和一个位置输出(M1x, M1y)。

微机电系统+ Simulink设计流程

微机电系统+的Simulink设计流程包括以下步骤

1
与MEMS+ Cadence工作流相同,首先从参数化MEMS组件库中选择构建块,在MEMS+ 3d用户界面中构建高阶有限元。作为这个过程的一部分,MEMS设计者可以指定哪些参数将在MATLAB Simulink环境中暴露。
2
完成后,只需在Simulink菜单中选择所需的MEMS+设计即可将MEMS+设计导入Simulink。MEMS+自动生成一个符号,并将其放入Simulink模型编辑器窗口中。
3.
将MEMS+生成的符号合并到用户定义的组件或来自标准Simulink库的组件的更大系统中。对于MEMS设计者来说,在原理图中可能只有少数组件需要提供电气或机械激励。然而,对于系统架构师来说,原理图将包括MEMS信号处理所需的完整反馈回路和设计信息。
4
使用Simulink的内置转换求解器运行模拟或联合模拟。该模拟器将通过Simulink的S-function接口与MEMS+组件库连接,以在每个时间步骤评估MEMS+高阶有限元。除了标准的瞬态模拟,MEMS+还提供额外的分析,如直流、直流传输、模态和交流分析。
5
仿真完成后,在MEMS+ Scene3D中查看仿真结果(在MEMS+设计视图中)。使用Scene3D可以将仿真结果可视化为二维图形或全轮廓三维动画。

微机电系统+ MATLAB设备仿真

微机电系统+ for MATLAB是快速MEMS器件设计的理想伴侣。它允许MEMS设计人员快速缩小最佳MEMS器件的几何尺寸,而不需要使用传统有限元分析工具进行网格研究和参数提取。微机电系统+的MATLAB也使MEMS设计者从构造设备物理模型,如机械响应或电容力模型,简单地理解尺寸变化的影响,在他们的设计。

微机电系统+为MATLAB提供了各种MATLAB脚本,以方便模型导入,操作和仿真直接从MATLAB命令行界面。微机电系统+脚本支持直流,直流bob竞猜app传输,模态,交流和暂态仿真,不需要任何额外的软件(除了基础MATLAB许可证)。

使用MATLAB的脚本语言,设计师可以探索设计空间,以理解他们的设计超越理想化的几何和物理:如果柔性结构侧壁角吗?或由多层不同的材料?或者不是单一的直线光束,而是由多个光束组成蜿蜒的部分?如果静电力有一个强烈的边缘领域组件?

作为例子,右图突出了在MATLAB解释器中看到的静电驱动环形陀螺仪的小信号频率响应。一个MEMS +该模型采用陀螺仪模型。

小信号
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