静电探测系统的研究

对利用带电目标自身所产生的静电场来获取目标信息并进行目标探测的被动式静电探测系统(包括探头、放大电路、滤波电路、进入采集芯片前的信号调理电路、抓频电路和RS232串口通讯电路等几个部分)进行了研究,并对探测系统的性能进行了实验分析,结果表明,所设计的电路能够满足预期的设计要求.     

静电隔物探人系统建模与仿真

为了分析静电探人的原理,根据实际探测分析了人体生物电产生的原理,并把人体目标作为点电荷,与阻隔介质和空气组成一个整体系统. 根据静电感应原理对人体目标进行隔物探测. 利用镜像法研究了人体目标在多种介质结构中电场的分布,获得目标所在空间电势的计算表达式,建立了两种静电隔物探人系统模型,并对模型进行了仿真. 结果表明,根据计算得出阻隔介质的厚度和介电常数与探测距离成反比,根据模型和已知条件可以计算出最大探测距离.     

基于平面圆阵的被动式静电探测系统阵列优化

对于采用平面圆阵布设的被动式地面静电探测系统,根据误差理论分析结果研究了其阵列参数,即探测阵列半径、探测阵列的阵元个数以及探测器电极尺寸对探测阵列目标定位精度的影响;探讨了被动式地面静电探测系统平面圆阵阵列参数的优化方法. 利用均匀设计法对阵列参数进行优化,其回归和方差分析的结果表明:在一定条件下,探测阵列半径为300 m,探测阵列圆周上的阵元个数为44,探测器电极半径为1.4 m时,系统定位精度最高.     

基于有限元分析的静电探测器电极设计

根据静电理论,研究了利用旋叶式三维静电探测器对空中目标进行测向的方法.根据三维静电探测器测得的三路信号可实时给出目标方位角和俯仰角.分析了感应电极叶片数量与感应电流幅值之间的关系,应用有限元分析软件ANSYS对静电探测器电极结构进行了设计仿真计算,对不同叶片数的探测电极的感应电荷变化量进行仿真,分析了边缘效应的影响.根据计算结果给出了静电探测器电极的优化设计参数,为旋叶式三维静电探测器电极设计提供基础和指导.     

基于圆阵的被动式静电探测系统定位方法研究

研究被动式地面静电探测系统对空中静电目标的定位方法.在静电感应原理和圆阵定位理论分析的基础上,推导出了基于圆阵的被动式静电探测系统定位方程;并利用误差理论对该定位方程进行了误差分析及定位精度的计算机仿真,仿真计算的结果与误差理论分析一致.理论分析与仿真结果表明:采用平面圆阵的被动式静电探测系统可实现对空中目标较远距离的定位,且具有较高的定位精度.     

球形转子静电平衡装置支承电极形状的选择

为指导半碗结构球形转子静电支承平衡装置的设计,以静电场干扰力矩最小为最优准则,讨论了半碗静电支承结构中的电极几何形状选择问题。采用二阶边界扰动原理,求取了用球谐函数表示的平衡装置静电场电势分布,从而推导出静电场干扰力矩公式。通过数值计算,比较了圆环电极、两种正六面体十二块电极的一半划分方式下静电场干扰力矩大小,并由此得出正六面体十二块电极的一半划分方案更适合半碗结构球形转子静电平衡装置的结论。     

静电成像系统的设计

针对普通静电探测极板无法利用目标周围电场获取目标图像的问题,采用静电探测极板屏蔽技术研究了静电成像系统.该系统由具有屏蔽外筒的探测单元组成静电探测阵列、高灵敏度的静电检测模块,控制系统和图像处理模块构成.实验结果表明,该系统能够采集获得目标的静电图像,为今后静电成像技术的应用奠定了基础.     

一种激光目标探测系统的模型仿真

为对激光探测系统的科学设计和性能评估提供有效指导,针对一种激光目标探测系统进行仿真建模,分析并建立了激光回波功率和光电转换模型,利用所建立的模型对探测系统进行仿真,经样机试验数据验证所建模型有效可行。通过对特定典型目标的仿真可以推断该激光探测系统能实现对目标的准确识别,并可以通过回波波形的差异区分具有不同外形的目标。     

基于圆盘模型研究雷暴云电荷在地面产生的静电场

基于圆盘模型,采用镜像法研究雷暴云电荷在地面产生的静电场,并通过数值模拟和理论计算获得圆盘模型向点电荷模型和无限大平板模型的过渡条件：当圆盘中心至观测点距离r与圆盘半径R₀的关系满足r≥4R₀时,可视为点电荷模型;当■时,圆盘模型过渡到无限大带电平板模型.     

三电极26mm全静电摄像管设计与研究

采用计算机辅助设计,分析了三电极结构全静电摄像管的结构参量和电参量对扫描电子束的聚焦、偏转等电子光学特性的影响。设计出26 mm(1英寸)全静电摄像管,并制成了3只试验样管。经测试,400电视行时的中心调制度可达40％,畸变小于1％,信号均匀,没有阴影。讨论了进一步提高其性能的可能途径。     

平面分层介质静电探测技术研究

把平面介质和点电荷目标作为一个整体系统,利用镜像法研究了平面分层介质对点电荷目标静电场的影响,推算出像电荷在系统中的位置表达式,并根据两种介质中像电荷的电量公式推算出三层介质中像电荷的电量计算表达式.建立了平面介质被动式静电探测系统的物理模型,给出探测电极所在空间电场强度的计算公式.采用"旋转电极"的方法和静电感应原理进行目标探测,确定被动式静电探测器的探测方程,并使用静电计和仿真模型进行了试验,证明了该静电探测技术的可行性.     

基于有向性探测阵列的静电体目标探测

普通静电探测极板是全向接收的,为了避免目标周围其它电场的干扰,使探测极板具有方向性,引入了接地局部屏蔽的方案. 设计了一个探测器阵列,且在每个探测单元外加屏蔽筒,并通过仿真验证了该探测阵列对于静电目标在作为体目标时实现探测的可行性.     

基于LABVIEW的静电电位动态测试系统

基于LABVIEW的虚拟仪器技术设计了静电电位动态测试系统,并将其用于实际静电工程项目.模拟危险品作业工况,实时记录模拟作业过程中静电电位的变化,进行静电隐患的分析.进行单因素试验得到了不同相对湿度、摩擦次数、分离速度下的静电电位曲线.并利用非线性回归分析方法和Origin软件对实验数据进行了分析,得出了各因素与静电电位之间的回归模型及其Matlab拟合曲线.结果表明,摩擦起电的静电电位与环境相对湿度呈负相关,在一定数值范围内与摩擦次数和分离速度呈正相关.     

静电陀螺支承系统的内模控制

针对静电陀螺支承系统超前-滞后PID控制器参数确定过程的复杂性,引入反馈控制器处理不稳定对象,处理后的对象采用一种改进的内模控制方法,推导了内模控制静电支承控制器的传递函数和系统闭环传递函数.结果表明,控制器可由新的稳定对象的逆、不稳定分量和一个低通滤波环节相乘得到,确定过程简单.给出了MATLAB环境下的仿真实验,仿真结果表明,采用内模控制的静电陀螺支承系统跟踪无静差,控制效果良好.