靜電加速度計(jì)作為一種能夠精確測量緩慢變化的加速度的加速度計(jì),在空間微重力環(huán)境已經(jīng)獲得廣泛應(yīng)用。但是對于應(yīng)用于地面測量環(huán)境的靜電加速度計(jì),在工作時(shí)則需克服1g的重力加速度,這使得靜電支承系統(tǒng)的支承電壓過高,現(xiàn)階段的支承系統(tǒng)難以達(dá)到要求。不僅如此,空間加速度計(jì)中測量介質(zhì)為真空介質(zhì)的條件容易實(shí)現(xiàn),但保持應(yīng)用于地面測量的靜電加速度計(jì)的測量介質(zhì)為真空介質(zhì)的條件則較難實(shí)現(xiàn)。針對這些問題,本文提出了一種以硅油為測量介質(zhì)的靜電支承系統(tǒng),并針對該支承系統(tǒng)提出相應(yīng)的檢測與控制系統(tǒng)。本論文針對靜電加速度計(jì)的支承系統(tǒng)與檢測控制系統(tǒng)進(jìn)行了如下研究:1)總體方案研究。本文分析了靜電加速度計(jì)在地面測量的前提下的需求,對地面測量條件下的以真空為測量介質(zhì)的靜電支承系統(tǒng)的可行性進(jìn)行分析,提出一種以硅油為介質(zhì)的新的靜電支承系統(tǒng)并對其進(jìn)行可行性分析。針對這種靜電支承系統(tǒng),提出一種對應(yīng)的檢測控制系統(tǒng),從而實(shí)現(xiàn)靜電加速度計(jì)的高分辨率參數(shù)。2)靜電加速度計(jì)的高壓支承系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)。對提出的硅油測量介質(zhì)進(jìn)行分析,提出硅油測量介質(zhì)帶來的相關(guān)問題,并提出解決方案,完成高分辨率的高壓支承系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)。3)靜電加速度計(jì)的光學(xué)檢測與控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)。為了使控制系統(tǒng)更好的匹配被控對象,本文對被控對象的特征參數(shù)進(jìn)行建模分析,計(jì)算被控對象的傳遞函數(shù),并進(jìn)行驗(yàn)證。針對該被控對象特征,設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)微小位移的光學(xué)干涉測量系統(tǒng)。并通過對不同控制算法的探討,選取最適合于該控制系統(tǒng)的控制算法。4)最后,搭建實(shí)驗(yàn)平臺,實(shí)現(xiàn)靜電加速度計(jì)系統(tǒng)測量。驗(yàn)證支承系統(tǒng)與檢測控制系統(tǒng)的可行性。
【學(xué)位單位】：浙江大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2019
【中圖分類】：TH824.4;V447
【部分圖文】：

國、日本以及歐空局都相繼進(jìn)行了研究。１９８３年，美國噴空中通過靜電懸浮進(jìn)行了材料實(shí)驗(yàn)［４（＾２］。美國噴氣推進(jìn)實(shí)驗(yàn)室制系統(tǒng)以碟形電極、環(huán)形電極和四面體形電極三種電極作為測年，Ｒｈｉｍ等人基于該電極設(shè)計(jì)對反饋控制系統(tǒng)進(jìn)行了研究，條件下穩(wěn)定懸浮直徑為５ｍｍ左右鍍銀苯乙烯小球和金屬球殼拋物線飛機(jī)實(shí)現(xiàn)了在微重力環(huán)境中穩(wěn)定懸浮直徑約１０ｍｍ的支承系統(tǒng)的歷史發(fā)展過程中包括以下幾種典型的靜電支承系統(tǒng)統(tǒng)、恒流控制靜電支承系統(tǒng)、直流電壓控制靜電支承系統(tǒng)、可統(tǒng)以及數(shù)字式靜電支承系統(tǒng)［４５］。例如，有源單電源支承系統(tǒng)原系統(tǒng)結(jié)構(gòu)劃分，分為有源系統(tǒng)和無源系統(tǒng)；按照電極面積劃分極和１２電極等；按照加力電壓供電方式劃分，分為正弦波電電和直流電壓供電［４６］。逡逑

、靈敏度、帶寬、線性度等問題，例如系統(tǒng)就需要具有很高的通頻帶從而能靜電懸浮加速度計(jì)由于工作于微重力測環(huán)節(jié)具有很低的帶寬以此來減少電同的靜電加速度計(jì)需要有合適的微位移靜電懸浮加速度計(jì)相應(yīng)的微位移檢測方極檢測方法逡逑大學(xué)研制了一種靜電懸浮加速度計(jì)，共同作用的檢測方法，使用同一組敏感由度的激勵(lì)電極上加不同頻率的激勵(lì)信的位移檢測［５９］。對于單自由度的位移檢

圖１．３懸浮體引線單自由度位移檢測原理逡逑法可以采用一路公共的激勵(lì)信號和三路獨(dú)立的檢檢測質(zhì)量上引線，對加工工藝要求非常高［６７］。逡逑激勵(lì)電極檢測方法逡逑普敦大學(xué)提出的靜電加速度計(jì)的檢測方法為公共測方法的原理是將一路高頻載波信號加載到公共測原理簡化為如圖１．４所示。逡逑４逡逑圖１．４公共激勵(lì)電極檢測方法原理逡逑

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本文編號：2816612