本文選題：干涉儀 + 動鏡運動控制��； 參考：《中國科學院研究生院(上海技術物理研究所)》2016年博士論文

【摘要】：動鏡式空間干涉儀是一種重要的星載紅外遙感儀器,可以從星上獲得高靈敏度、高光譜分辨率及多通道的大氣輻射光譜,反演出有關大氣溫度、濕度的垂直分布情況。動鏡運動系統(tǒng)的在軌長期可靠運行,是實現(xiàn)干涉儀功能和性能指標的重要保障。然而空間干涉儀在軌面臨特殊的工作環(huán)境,比如衛(wèi)星發(fā)射沖擊、微重力環(huán)境、空間粒子輻射等,因此對動鏡運動系統(tǒng)提出了更高的要求。本文全面闡述了適應于空間應用的干涉儀動鏡運動控制系統(tǒng)的技術指標確定、方案設計、關鍵技術、系統(tǒng)實現(xiàn)、以及性能測試結果。論文調(diào)研了國外典型空間干涉儀動鏡運動系統(tǒng)的支承方式、動鏡類型、驅動電機、參考光源、運動機構保護措施、控制電路方案以及測速/控速方式,總結出技術方案的共性,并介紹了干涉儀在軌應用面臨的太空環(huán)境。詳細分析了動鏡運動的有效行程、速度均勻性、采樣時基等對干涉儀性能的影響。通過調(diào)研和分析確定了動鏡運動系統(tǒng)的主要技術指標和總體技術方案。分別探討了方案中動鏡機構的鎖定和解鎖、運動中心定位、基于FPGA的運動控制等關鍵技術。全面闡述了動鏡機構鎖定和解鎖裝置、運動執(zhí)行機構、運動定位機構、位置測量模塊、數(shù)字控制電路等的硬件實現(xiàn)方法,以及可調(diào)期望運動規(guī)律、運動中心定位、數(shù)字PID控制、故障診斷等軟件實現(xiàn)方法。論文研究結果表明,本課題制定的動鏡運動控制系統(tǒng)方案是可行的。動鏡系統(tǒng)具有抗發(fā)射沖擊保護、適應微重力環(huán)境、抗輻照等能力,并且運動中心定位精度可達1~2個參考激光半波長,勻速區(qū)速度波動RMS值小于0.3%,優(yōu)于技術指標要求值。本課題研究結果為干涉儀的空間工程化應用奠定了良好的理論和技術基礎。
[Abstract]:Dynamic mirror space interferometer is an important space-borne infrared remote sensing instrument, which can obtain high sensitivity, high spectral resolution and multi-channel atmospheric radiation spectrum from the satellite. The vertical distribution of temperature and humidity in the atmosphere can be reversed. The long-term reliable operation of moving mirror system is an important guarantee to realize the function and performance index of interferometer. However, the space interferometer is faced with special working environment in orbit, such as satellite launch impact, microgravity environment, space particle radiation and so on. Therefore, a higher requirement for moving mirror system is put forward. In this paper, the determination of technical index, scheme design, key technology, system implementation and performance test results of the motion control system of interferometer moving mirror for space applications are described. In this paper, the supporting mode, type of moving mirror, driving motor, reference light source, protection measures of motion mechanism, control circuit scheme and speed measurement / speed control mode of typical space interferometer are investigated, and the commonness of the technical scheme is summarized. The space environment for the application of interferometer in orbit is introduced. The effects of effective stroke, velocity uniformity and sampling time base on the performance of interferometer are analyzed in detail. Through investigation and analysis, the main technical indexes and the overall technical scheme of the moving mirror system are determined. The key technologies such as locking and unlocking motion center positioning and motion control based on FPGA in the scheme are discussed respectively. The hardware realization methods of locking and unlocking device, motion actuator, motion positioning mechanism, position measurement module, digital control circuit, etc., as well as the adjustable expected motion law, motion center location, digital PID control, etc. Fault diagnosis and other software implementation methods. The research results show that the scheme of motion control system is feasible. The moving mirror system has the ability of anti-firing impact protection, adapting to microgravity environment and anti-irradiation, and the accuracy of moving center location can reach 1 ~ 2 reference laser half-wavelength. The RMS value of velocity fluctuation in uniform velocity region is less than 0.3, which is better than the required value of technical index. The results of this paper lay a good theoretical and technical foundation for the space engineering application of interferometer.
【學位授予單位】：中國科學院研究生院(上海技術物理研究所)
【學位級別】：博士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TH744.3

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本文編號：1856821