建立了水平方向静电悬浮非线性系统微分方程形式的数学模型,指明了该微分方程的解是振动周期函数.采 用物理方法求出了振幅的表达式,并对振幅随初始速度的变化特性进行了仿真,结果表明振幅随初始速度的增大而增大,但不是正比关系.对振动的频率特性进行了 一系列仿真研究,结果表明频率与初始条件有关,随着初始速度增大,频率增高.指出了作正弦振动的条件,并求出了正弦振动周期的表达式,周期的理论计算结果 与仿真结果一致.所得结论对于静电悬浮结构设计有一定指导作用.

建立了水平方向静电悬浮非线性系统微分方程形式的数学模型，指明了该微分方程的解是振动周期函数．采用物理方法求出了振幅的表达式，并对振幅随初始速度的变化特性进行了仿真，结果表明振幅随初始速度的增大而增大，但不是正比关系．对振动的频率特性进行了一系列仿真研究，结果表明频率与初始条件有关，随着初始速度增大，频率增高．指出了作正弦振动的条件，并求出了正弦振动周期的表达式，周期的理论计算结果与仿直结果一致．所得结论对于静电悬浮结构设计有一宗指导作用．

目前，加速度计在惯性导航、大地勘探等领域都已得到了广泛的应用。在深空探测的大背景下，用于测量重力梯度的加速度计必须具有更小量程和更高的分辨率。静电悬浮式电容差分加速度计是可选方案之一。此类加速度计的工作原理与经典的弹簧振子系统相似。研究与检测质量块、伺服控制的静电反馈力和空气阻尼相关的各个参数对系统指标的影响将有助于此类加速度计的设计。首先介绍电容差分式加速度计的结构设计和工作原理，并从理论上比较此类加速度计与经典弹簧振子系统的异同。在此基础上以弹簧振子系统为原型，建立此类加速度计的动力学模型，并以这个动力学模型为对象分析此类加速度计系统的动力学特征，包括其动力学方程、固有频率、阻尼频率、脉冲响应和阶跃响应等。l司时分析加速度计机构参数和伺服控制电路参数对系...

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△C的检测线路进行设计，建立了用于调制△C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0dB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0．601mV／fF，考虑线路固有噪声和寄生电容的影响，最小分辨率达到1．06fF。

设计了一种基于静电悬浮原理的微机械加速度计。它采用三明治结构的微敏感元件，电容式位移检测方案及静电力悬浮控制方案。着重对敏感元件的主要结构设计、参数的选取、支承静电力的计算以及量程极限、精度极限等问题进行了分析，表明在目前技术条件下，可以实现量程约5g，精度为10^-5g的悬浮微加速度计。设计并加工出一种圆环形结构的敏感元件，已实现了Z轴方向的静电悬浮及加速度测量，证明设计方案是可行的，进一步研究可实现三轴悬浮加速度计。