旋转加速度计重力梯度仪误差分析
安装误差和加速度计标度系数的不匹配对旋转加速度计重力梯度仪的分辨率影响很大。为此,用线性微扰方法对旋转加速度计重力梯度仪的测量方程求取变分,得到重力梯度仪的误差方程;对误差方程进行分析,得到安装误差各项对重力梯度仪输出的影响;同时,给出含有加速度计性能参数的重力梯度仪的误差方程。以澳大利亚FALCON旋转加速度计重力梯度仪为例,具体给出径向距离误差、切向误差角等大小值。
星载静电加速度计加转回路建模与分析
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。
静电悬浮系统的数字控制与实验研究
介绍了一种基于DSP的数字控制器的总体结构及控制器算法的设计。在此基础上构建了三轴静电悬浮系统,并通过仿真和实验讨论了不同采样频率对系统性能的影响。实验结果表明,系统带宽达到750Hz,谐振峰小于3dB,刚度等各项性能均满足静电悬浮系统的指标要求。
大冲击后力反馈微加速度计吸合失效与防止
冲击载荷强迫微加速度计的敏感质量大大偏离平衡位置,使差动静电力发生器的非线性效应体现出来,其结果是使正常工作时敏感质量仅在平衡位置附近有微小位移的状况下成立的负反馈闭环系统模型不再适用,敏感质量的受控特性可能变为正反馈,从而使微加速度计失效。为提高微加速度计受外界大载荷冲击后的可靠性,分析了加速度计的敏感质量在不同限制的静电反馈力下的受控特性及对应的闭环系统特性,推导了在已知止挡机械参数下确定微加速度计相应电气参数从而避免此类失效的防吸合准则。多次的验证实验表明,按防吸合准则设计了系统参数的静电力反馈加速度计,在受到远超过其本身量程的载荷冲击后,可以100%地防止吸合现象的出现。
方波激磁的感应同步器驱动及信号处理技术
一般的感应同步器的使用需要由正弦波信号作为激磁信号,由高精度的轴角转换器作为信号处理的关键器件,因而其在航天产品的使用中受到限制。通过对感应同步器激磁信号频率成分的研究,文章提出了双相方波激磁的驱动方案。在此基础上,对感应信号的频率成分作了进一步分析,采用了Chebyshey低通滤波的信号处理方案,取得了较好的效果。试验数据表明,该方案的测角分辨率达到±0.8″,能够满足航天设备中角度测量的需求。
电容式微加速度计零偏的补偿方法
在电容式微加速度计系统中,零偏是一个普遍存在的问题。针对这个问题设计了一种采用二进制权重的微小电容阵列,引入了基于电荷的电容测量方法并对其进行了仿真验证,验证表明这种电容测量方法具有约0.01fF的测量精度。采用该种电容测量方法对微小电容阵列进行仿真,在线宽为0.18um的一层多晶硅六层金属的CMOS工艺下,取得了1.23%的相对精度,表明这种方法是可行性。
高精度相差电压转换器及其误差分析
本文对GST-1型三轴台的相差电压转换器的原理进行了深入分析,而且当鉴相宽度为最小分辨率时,提供对应的电压输出。本文还对引起误差的若干因素进行了定量计算
高精度石英振梁加速度计挠性支承设计研究
分析了石英振梁加速度计的工作原理和结构设计,确定出挠性支承的结构形式.根据力学原理给出了挠性支承的设计计算公式,并依据挠性支承的结构设计原则,确定了加速度计基本结构参数.利用有限元分析软件对该加速度计建模并进行整体的位移分布、应力特性等有限元力学分析,软件仿真结果与理论计算的摆片端部位移相差小于3%,支承在极限范围内不会断裂,证明了所建立的支承力学模型正确,这为优化结构设计提供了理论依据和方法.
硅微隧道式加速度计的输出反馈控制电路设计
为提高硅微隧道式加速度计的灵敏度,必须设计出高灵敏度的输出和反馈控制电路。在电路设计中,通过采用行之有效的措施来降低噪声和干扰可达到提高灵敏度的目的,如:将隧道式加速度计敏感单元的参考地设置为同一的大地;采用能抑制隧道式加速度计敏感单元和半导体器件所产生的1/f噪声的低噪声运算放大器;在电压信号放大过程中,尽量抑制干扰和噪声;且在电压反馈电路设计中,保护敏感单元不受损坏等措施。测试结果为标定因数1.2659V/g,其非线性度小于1%,可见在提高线性度的基础上也提高了灵敏度。
三轴液压仿真转台灰箱辩识研究
三轴液压仿真转台由于伺服阀的非线性及框架间速度和力矩耦合特性使系统的模型非常复杂常规的理论建模方法建立的数学模型与实际的系统相差较大这使得鲁棒控制在液压转台中的应用受到一定限制.根据系统模型的结构特征和系统的实际特性对系统进行灰箱辩识是解决这一问题的最好办法.文中通过具体实例说明这种建模方法的有效性.