Title of article :
State Estimation of MEMs Capacitor Using Taylor Expansion
Author/Authors :
Mobki, H Department of Mechanical Engineering - University of Tabriz , Sadeghi, M.H Department of Mechanical Engineering - University of Tabriz , Rezazadeh, G Department of Mechanical Engineering - Urmia University
Abstract :
This paper deals with state estimation of micro tunable capacitor subjected to nonlinear electrostatic
force. To this end, a nonlinear observer has been designed for state estimation of the structure.
Necessary and sufficient conditions for construction of the observer are presented. Stability of the
observer is checked using Lyapunov theorem. Observer design is based on converting differential
equation of dynamic error from heterogeneous to homogenous. Thereby, non-linear electrostatic term
is presented as coefficient of error which is done using decomposition of Taylor expansion of nonlinear
term. By stabilizing of homogenous differential equation, gains of observer can be obtained.
Ability of the observer in state estimation of micro tunable capacitor is checked and related results are
presented.
Farsi abstract :
در اين مقاله به تخمين حالت ميكروخازن قابل تنظيم كه تحت تاثير نيروي غيرخطي الكترواستاتيك قرار دارد؛ پرداخته مي شود. بدين منظور مشاهدهگر غيرخطيي براي تخمين حالت اين ساختار طراحي مي شود. شرايط لازم وكافي براي طراحي مشاهدهگر ارائه شده است و پايداري مشاهدهگر با استفاده از تئوري لياپانوف بررسي مي شود. طراحي مشاهده گر بر پايه ي تبديل معادله ديفرانسيل خطاي ديناميكي از حالت غيرهمگن به همگن مي باشد. براي اين تبديل از بسط تيلور استفاده شده و ترم غير خطي نيروي الكترواستاتيك بصورت ضريبي از خطا ارائه ميشود. با استفاده از پايدارسازي معادله ديفرانسيل همگن، ضرايب بهره ي مشاهده گر را مي توان تعيين كرد. در نهايت توانايي مشاهده گر در تخمين حالت ميكروخازن سنجيده مي شود و نتايج بدست آمده ارائه مي شود.
Keywords :
Taylor Expansion , State Estimation , Nonlinear Observer , Lyapunov Theorem , Micro Tunable Capacitor
Journal title :
Astroparticle Physics