摘要：随着微电子机械系统（Micro electro mechanical systems,MEMS）应用的广泛化与需求的多样化,现有由参数化单元库内的结构组合的设计方法已难以满足非标设计需求。为此,给出一种支持非标结构设计的多粒度宏模型的映射提取与等效近似方法。在多粒度宏建模的MEMS设计层次和流程中,通过MEMS器件的完备有限元模型的节点关联与组合,映射提取描述系统的整体矩阵,获得系统的基于低阶常微分方程组的精确模型。按列一维方式变带宽存储大型稀疏对称矩阵,由拉格朗日多项式拟合和广义极小剩余获取等效近似模型,建立非标结构的系统级保真输入输出关系,连接器件级模型和系统级模型,不断迭代实现产品设计。以ACIS为几何造型内核开发自主原型系统,以数字光处理微镜为例进行验证,结果表明,该方法将局限于单元库内简单器件的设计拓展到支持复杂奇异非标结构的设计,这对于提高MEMS设计质量和效率具有重要意义。

关键词：微机电系统 多粒度宏建模 非标结构 模型降阶 

单位：浙江大学流体传动及控制国家重点实验室 杭州310027