有源静电悬浮系统的反馈线性化控制

静电轴承需要一套静电悬浮系统将高速旋转的转子稳定地支承在电极球腔中心,被控对象呈现非线性与负刚度特性。在推导静电悬浮系统的高阶静电力模型基础上,应用反馈线性化方法,构造出非线性控制器,能够使得系统在大范围内线性化。将传统的线性控制器与提出的非线性控制方案在三自由度静电悬浮系统上进行了实验比较。实验结果表明,将反馈线性化方法应用于静电悬浮系统,提高了系统的动态性能、稳定裕量和中频支承刚度。     

自由陀螺式静电陀螺找北仪原理与系统测试

提出了自由陀螺式静电陀螺找北仪的原理，并给出了系统测试结果。自由陀螺式静电陀螺找北仪采用角度法寻北方案，在工作中陀螺处于自由状态，通过光电传感器观测陀螺转子的表观运动角度，经过数据处理，得出方位角。为了降低陀螺漂移逐次启动不重复性对寻北精度的影响，系统引入两位置差动测量方法。实验表明，依据提出的方案研制的静电陀螺找北仪寻北时间小于３０ｍｉｎ，寻北精度可达１５″     

近似非线性滤波在陀螺漂移误差模型辨识中的应用

提出了应用近似非线性滤波技术，辨识陀螺漂移误差模型的方法。这一方法可以由伺服法测试数据中分离出陀螺漂移误差曲线，并通过粗精两种估计，能精确地辨识出陀螺误差模型。对静电陀螺仪实验数据分析结果表明，文中提出的方法完全能满足高精度陀螺仪漂移误差模型的建模要求。     

纳米级变间隙半球电容计算及其测量电路研究

为了实现高精度球形转子的平衡测量，讨论半球电极支承下静电悬浮装置的变间隙电容的计算公式和纳米级电容精密测量问题。基于半球支承下的转子位移测量原理，分析转子与电极间电容和间隙的关系，给出高精度转子位移测量方案。测试结果表明，电路性能与理论分析结果吻合较好，转子位移测量电路的位移分辨率优于0．2nm、5h零位漂移小于0．01μm、通频带大于20kHz，可以满足高精度球形转子平衡测量的要求。