摘要：针对高精度惯导平台上应用大功率PWM(pulse width modulation)驱动对滤波装置的高性能要求,在分析通用LC滤波器应用于感性负载存在的不足的基础上,提出了LCCR滤波器结构。利用阻抗分析得到滤波网络的传递特征,详细分析了各滤波元件的作用和特性,总结了滤波器的设计方法。实验结果表明:应用LCCR滤波器可同时获得快速的高频衰减特性及良好的阻尼特性,且高频损耗小,易于满足惯导平台PWM功率输出滤波器的高性能要求。

摘要：为解决在静电陀螺和静电加速度计等高精度惯性仪表中,方波调制高压变压器输出方波发生畸变,降低了波形的实际出力系数的问题,该文对方波变压器的特性进行分析,得出了影响其波形畸变的各种因素。以此为依据设计的一种变压器,获得了最大输出电压1.76kV、出力系数0.92、带宽大于47kHz的优异性能。结果表明,通过对方波变压器的特性进行分析,选择合理的参数和工艺,能够显著提高方波的出力系数。

摘要：提出了一种基于半球静电支承的静电悬浮方法,该方法既可任意调节转子与电极之间的间隙,又便于观测转子的摆动情况,从而实现高精度球形转子的平衡测量.通过计算半球静电支承下球形转子与电极之间的间隙,导出了静电力与间隙的关系.在分析了半球静电支承特性的基础上,将其工作状态分为起支和支承2种状态,并设计了相应的数字控制器,保证系统可靠悬浮.试验结果表明,半球静电支承系统能稳定工作,可以满足高精度球形转子平衡测量的要求.

摘要：以高精度重力测量为目标,研究基于静电悬浮的卫星重力探测技术。首先给出了静电加速度计的硬件电路,包括高精度位移测量电路、数字化控制电路以及静电力发生器。然后在分析了静电支承特性的基础上,将其工作状态分为起支和支承两种状态,并设计了相应的数字控制器,保证系统可靠悬浮。仿真和实验结果表明,转子支承中心的重复性优于0.01μm,支承电压的重复性优于0.5‰,48 h稳定性优于2‰,满足星载静电加速度计的需求。

摘要：微静电陀螺仪依靠可控的静电力,将高速旋转的陀螺转子稳定地悬浮在高真空的电极腔中心,是一种能实现两自由度角速率测量的新型微机电陀螺。针对大角度、高角速率的捷联式惯性导航系统应用,对陀螺仪再平衡回路进行了设计。讨论了陀螺仪的动力学特性,给出了补偿负刚度特性的方法,采用双频波特图对系统稳定性进行了分析,给出了再平衡回路的性能仿真结果。仿真与分析表明,陀螺仪允许的最大输入角速度为768(°)/s,标度系数为6.44mV/((°)·s-1)。

摘要：本文首先介绍静电悬浮加速度计在国内外的发展现状以及在空间技术中的应用,然后介绍静电悬浮加速度计的基本工作原理。针对测量微弱差动电容ΔC的检测线路进行设计,建立了用于调制ΔC的变压器电流电桥的等效电路模型,导出了用于调制信号放大的宽带放大电路的放大倍数KAC,分析了采用2路TTL同步方波信号控制4路单刀单掷模拟开关的解调电路工作过程,估算了滤波电路的截止频率f-3dB,使得解调信号在工作频带fs内基本保持0 dB增益,在高于载波频率f0上获得较大的衰减。实验结果表明,该检测线路实际灵敏度为0.601 mV/fF,考虑线路固有噪声和寄生电容的影响,最小分辨率达到1.06 fF。

摘要：为了提高有源静电轴承系统对外部扰动与参数变化的抑制能力,分析了被控系统模型的非线性和不确定性,针对存在的不确定性设计了滑模控制器以提高系统的鲁棒性,并通过引入边界层来抑制非线性控制带来的抖动问题。对滑模控制系统的性能进行了测试,并与采用滞后-超前校正下的系统性能进行比较和分析。实验结果表明,在静电轴承系统中采用滑模控制方法,能够显著增强系统在中频和低频段的力扰动抑制能力,提高对系统参数变化的鲁棒性。

摘要：从机电耦合的角度研究了静电轴承中高压放大器的输出电压和电压变化速率对系统性能的影响。分析表明,支承电压的选择应结合承载能力、转子不平衡力抑制和对输出电压惰性失真的要求确定,支承电压变化速率与高压放大器的动态功耗相互制约。导出了确定支承电压及其变化速率的关系式,为系统设计提供了理论依据。理论分析结果与实例的试验结果取得了较好的一致性。

摘要：新型等效原理实验通过检验两个相同材料但自旋运动有显著差异的宏观物体的自由落体运动来验证等效原理可能存在的破坏。根据新型等效原理空间实验的科学目标,提出了一种星载差分静电加速度计方案,设计了基于可变电容式电机原理的静电加转回路;在分析了作用于转子上的静电加转力矩、残余气体阻尼及磁场阻尼的基础上,建立了转子加转回路的动力学模型并进行了仿真分析;仿真结果表明,启动过程使转子达到目标转速(10 000 rpm)的启动时间为9.8天。静电加转方法可在电极筒上同时配置加转电极与悬浮电极,结构紧凑,同时避免了传统的异步电机加转产生的电磁干扰。

摘要：为指导四环空间稳定平台控制系统的设计,应用坐标变换及Eu ler动力学方程推导了平台的运动及动力学方程。在此基础上,结合北东地坐标系和载体坐标系的变换,利用S im u link计算并比较了静、动基础上、多种工况下的框架角运动曲线及伺服电动机需提供的力矩。结果表明:框架相对角运动的频率由纵、横摇运动频率的和、差组成,幅值被航向运动角频率调制;纵、横摇角度对外框轴电动机力矩的影响与sec r函数呈近似正比变化;载体以保证平台稳定精度的姿态角运动时,系统以四环方式正常工作的最高纬度为70°。