一、关于静电支承线路的设计（论文文献综述）
楚宁[1]（2019）在《静电加速度计的悬浮方法研究与实现》文中研究表明静电加速度计作为一种能够精确测量缓慢变化的加速度的加速度计,在空间微重力环境已经获得广泛应用。但是对于应用于地面测量环境的静电加速度计,在工作时则需克服1g的重力加速度,这使得静电支承系统的支承电压过高,现阶段的支承系统难以达到要求。不仅如此,空间加速度计中测量介质为真空介质的条件容易实现,但保持应用于地面测量的静电加速度计的测量介质为真空介质的条件则较难实现。针对这些问题,本文提出了一种以硅油为测量介质的静电支承系统,并针对该支承系统提出相应的检测与控制系统。本论文针对静电加速度计的支承系统与检测控制系统进行了如下研究:1)总体方案研究。本文分析了静电加速度计在地面测量的前提下的需求,对地面测量条件下的以真空为测量介质的静电支承系统的可行性进行分析,提出一种以硅油为介质的新的静电支承系统并对其进行可行性分析。针对这种静电支承系统,提出一种对应的检测控制系统,从而实现静电加速度计的高分辨率参数。2)静电加速度计的高压支承系统的设计与实现。对提出的硅油测量介质进行分析,提出硅油测量介质带来的相关问题,并提出解决方案,完成高分辨率的高压支承系统的设计与实现。3)静电加速度计的光学检测与控制系统的设计与实现。为了使控制系统更好的匹配被控对象,本文对被控对象的特征参数进行建模分析,计算被控对象的传递函数,并进行验证。针对该被控对象特征,设计实现微小位移的光学干涉测量系统。并通过对不同控制算法的探讨,选取最适合于该控制系统的控制算法。4)最后,搭建实验平台,实现静电加速度计系统测量。验证支承系统与检测控制系统的可行性。
高鸣源[2]（2018）在《磁浮式轨道振动俘能理论及应用技术》文中提出随着铁路线路的纵横发展,对铁路监测设施和传感器件的需求日益增长。利用列车通过时轨道振动产生的能量发电,作为轨道监测设备新型电源,不仅可节省大量基建投资而且节能环保,无疑具有广阔的应用前景。由于铁路线路轨道结构的大尺度性、列车动荷载的复杂性、对安全运营的严格要求以及轨道振动对俘能装置机电耦合的影响机制非常复杂,而国内外在此领域尚处于起步阶段,理论和实验研究均较少,因此研究轨道振动俘能理论,研制轨道振动发电原型机,解决铁路沿线监测设备和传感元件的供电问题,对完善我国轨道交通振动俘能理论与技术,健全轨道交通安全监测网络意义重大。因此,本文在国家自然科学基金杰出青年基金项目“高速铁路轨道结构服役安全关键科学问题研究”（编号:51425804）的资助下,针对磁浮式轨道振动俘能理论及应用技术开展了相关研究,主要研究工作为:1.详细论述了国内外静电式、压电式和电磁式的振动发电技术的研究现状,汇总了器件类型、材料、激励条件、响应特性、功率输出和能效值等技术参数。论述了国内外轨道振动俘能机理及研究现状,指出了现有研究的不足之处,明确了本文研究的方向和内容。2.通过现场测试,测量轨道在列车作用下的动力响应过程的相关参数,实现对列车作用下轨道振动参量基本情况的把握,为后续的研究提供基础数据。3.利用FSC多通道全数字电液伺服疲劳试验加载系统模拟轮轨动力作用,开展压电式和电磁式换能器特性的室内模型实验。研究轮轨作用力、激励频率（反映机车车辆的运行速度）、轨道结构振动位移幅值（有砟轨道、无砟轨道）的不同组合下的轨道振动特性。在轨道结构上安装初始设计的振动换能元件,对比研究不同方式振动换能元件的能量参数。研究发现压电式振动俘能装置受到压电材料物理效能的制约,发电量较小;而磁浮式振动俘能装置可以在较宽频带内产生较大的输出功率,适合于轨道交通领域的应用需求。进而在论文的后续章节,着重针对磁浮式轨道振动俘能理论及技术展开了更深入的研究。4.建立了磁浮式换能非线性有阻尼动力学方程,研究了磁浮式换能元件的非线性刚度特性,为宽频带轨道振动能量收集提供理论基础。采用麦克斯韦张量法计算非线性磁浮力和非线性刚度。研究非线性Duffing方程的解析解法。推导了磁浮式换能三稳态Duffing方程的多尺度解法;推导了含分数阶导数的磁浮换能三稳态动力学系统的KB解法;分析了KMB渐近法求解体系下的主共振、亚谐共振和非共振情况。从理论上获知磁浮式换能器非线性动力响应特性。5.建立了磁浮式非线性多稳态振动俘能系统的理论分析模型。推导了多稳态振动俘能系统的普适的非线性回复力及回复力势能的表达式。基于分叉与混沌理论,研究了非线性多稳态磁浮换能机理,探索进入高能态轨道的条件,研究了动态分叉行为及混沌运动特性。采用相图、庞加莱截面和极大李雅普诺夫指数分析刻画了磁浮式非线性多稳态系统的相轨迹特性,动态分叉及混沌运动状态。6.设计了磁浮式非线性多稳态振动换能器结构,通过实验研究揭示了动态分叉现象、势阱逃离、高能轨道和混沌运动现象。实验验证了一个四稳态和两个三稳态磁浮式振动换能器。通过相图、庞加莱截面、极大李雅普诺夫指数和分叉图来分析和解读实验结果。此外,详细阐述了分叉图的庞加莱截面扫频采样算法,该方法可以有效直观地判断系统的运动状态。实验结果表明,基于磁悬浮谐振的电磁感应式MEH系统具有非线性多稳态势阱回复力特性,可以实现多势能阱阱间谐振,进而增加能量收集器的输出电流（即电负载能力）、输出功率和工作频带带宽。7.研究了轨道振动电磁耦合动力学模型的整体架构。架构设计为:基于轮轨耦合动力学模型,计算轨道振动加速度、振动速度和振动位移的动力时程;以轨道振动动力学计算结果作为输入,代入磁浮式振动换能器非线性有阻尼动力学方程,计算磁浮式换能器系统的动力响应;以其再作为输入代入电动力学麦克斯韦方程组进行求解,求得发电量,从而建立轨道振动电磁耦合动力学模型。研究了加入振动换能器后列车作用下轨道垂向振动方程的修正,检算振动换能器对轨道动力特性的影响;研究轨道振动激励下电磁耦合方程的解法;研究磁浮式换能器阻尼力与发电量之间的关系。利用该模型,开展各类机车车辆以及不同运行速度下的各类轨道结构的发电能力的计算,研究磁浮式轨道振动发电理论效率,为磁浮式轨道振动发电原型机的研发提供理论基础。借助5-2000Hz DC3200-36宽频振动激振器,从实验上研究磁浮式振动换能器的频响特性和发电能力。8.借鉴微振动发电领域的微机电一体化技术,基于轨道振动特性,设计研制了一套既可安装于现有轨道结构、符合车辆限界规定、不影响车辆安全运行、不改变轨道振动特性,又可有效利用轨道振动特性进行发电的轨道振动发电原型机。研究结构尺寸的限制因素和小型化设计方法;利用DC-DC斩波技术,对收集到的振动能量进行整流、滤波、稳压和电平转换,保证输出功率的稳定性和可用性。9.开展了基于轨道振动发电原型机的自主式无线监测系统的研究。开发的智能轨道无线无源监测系统包括:磁浮式振动换能器、MEMS加速度传感器、温湿度传感器、锂电池、单片机控制模块、ZigBee无线通信模块、电源管理模块和控制模块等。测试了原型机系统的无线通信性能、功耗和抗扰性能。所开发的智能轨道无线无源监测系统可以实时监测轨道振动特性数据（振动加速度等）并实现无线数据传输。
付真斌[3]（2010）在《硅微静电电机的悬浮系统研究》文中指出静电悬浮微电机是一种集合静电支承技术与微机电系统制造技术的微型执行器,采用基于静电悬浮的无接触支承可消除传统机械接触式轴承产生的摩擦力矩,延长电机寿命。静电悬浮电机的主要应用包括多轴静电加速度计/角速率陀螺、光开关等。本论文设计了一种基于五自由度静电悬浮、可变电容驱动原理、体硅加工工艺的硅微静电电机,电机采用环形硅转子以提高径向过载能力。本文重点阐述、分析了静电悬浮系统的设计,并介绍了电机转子加转原理,主要工作包括:介绍了静电悬浮微电机系统的原理与组成,推导了“轴向四对电极”与“轴向三对电极”两种电机微结构的差动电容、静电力与静电力矩的数学模型,分析了支承系统在各自由度上的负刚度特性及静态过载能力。研制了一种基于频分复用原理的差动电容式微位移检测电路,可检测环形转子在六个自由度上的运动,位移检测所需的正弦载波由基于直接数字合成（DDS）技术的正弦波发生器提供,频率分辨率可达0.186Hz。测试表明,检测灵敏度可达23.3V/pF,通频带为10.58kHz,零位稳定性优于0.1mV/h。分析了各自由度支承系统的控制模型,仿真分析了支承系统的开环、闭环频率特性。仿真表明,五自由度静电支承系统的闭环带宽范围为1.1kHz～1.47kHz ,轴向动态刚度大于7.58×102N/m,径向动态刚度大于10.96N/m。搭建了频分复用式的静电悬浮支承系统的实验平台,完成了支承系统的位移检测、静电加力、静电激励调试实验。
刁方印[4]（2009）在《静电驱动电容检测微机械陀螺式加速度器的力学分析》文中指出微机械加速度器具有结构简单、灵敏度高、寿命长和价格相对便宜等特点,因此被广泛应用于各种环境下加速度的测量。现在,人们根据实际测量的需要,设计出各种结构形式的微机械加速度器。本文介绍的是静电驱动电容检测微机械陀螺加速度器,它是基于宏观的陀螺加速度器的原理设计出来的。首先介绍了三维宏观尺寸的陀螺加速度器的工作原理,然后介绍了各工作部件从三维结构到二维平面结构的转换过程、方法和原理,并对转换后的各组件进行整体装配,得出本文要介绍的静电驱动电容检测微机械陀螺加速度器的结构。结合电学、力学和力电转换的知识,详细分析了微机械陀螺加速度器各个部件的工作原理,并最终得到静电驱动电容检测微机械陀螺加速度器的工作方程。并利用力学的知识,对微机械陀螺加速度器中的两种主要的梁结构进行了分析,分析了其在微机械陀螺加速度器工作工程中的力学行为。最后,根据前面介绍的工作原理,设计出一种简单的静电驱动电容检测的微机械陀螺加速度器。利用ANSYS软件,我们对设计出的简单微机械加速度器的陀螺转子结构进行了模态分析。
陶丽芝[5]（2009）在《静电陀螺仪球形空心铍转子平衡技术》文中指出球形空心铍转子是静电陀螺仪的核心元件,它的品质优劣和精密程度,将直接影响静电陀螺仪的工作性能和精度。高品质、高精度的球形空心转子主要是指在高速旋转的工作状态下,能保证具有微小的质量不平衡度和圆度误差。其中,球形空心铍转子质量不平衡度将引起陀螺的漂移和转速衰减,从而影响静电陀螺仪的长时间导航精度,因此质量不平衡度是评价球形空心转子精度的首要关键指标。因此,要保证静电陀螺仪的工作性能和精度,就必须对球形空心铍转子进行质量平衡。全面、系统、深入地开展球形空心铍转子平衡技术研究,从理论和实践上进一步充实和完善球形空心铍转子平衡技术是本文的主要目标。研究的主要内容有:刚性球形空心铍转子静不平衡及其算法;刚性球形空心铍转子动不平衡的解析分析;挠性球形空心铍转子动不平衡的解析分析;球形空心铍转子静不平衡量的测量及修正;球形空心铍转子静平衡数据回归分析;不平衡量与圆度误差的趋小化。通过以上内容的研究,构建了形空心铍转子静平衡加工经验公式,为今后球形空心铍转子静平衡加工有重要指导意义;解决了球形空心铍转子的静平衡技术问题,包括静不平衡量的测量和去除。静平衡后转子质量不平衡量达到精度0.1μm,圆度误差小于0.2μm;建立了球形空心铍转子动平衡理论,为提高球形空心铍转子动态特性奠定了理论基础。
刘镇承[6]（2009）在《静电陀螺仪数字化测控接口系统研究》文中研究指明静电陀螺仪（Electrostatic Suspension Gyroscope, ESG）是惯性传感器技术的一大突破,是目前精度最高的陀螺仪,在海、陆、空、天等诸多领域都得到了很好的应用。静电支承系统是静电陀螺仪的关键部件,对静电陀螺仪的精度有着直接的影响。基于质量不平衡调制法（Mass Unbalanced Modulation,MUM）信号读取的小型实心转子静电陀螺仪支承系统通常由陀螺本体、测量/加力耦合变压器、偏置电源、转子位移测量子系统、加力执行子系统、控制器、H轴位置解算子系统共七部分组成,是一个典型的闭环位置负反馈控制系统。立足于对静电支承系统（Electrostatic Suspension System,ESS）的分析和讨论,本文提出了一种静电陀螺仪数字化测控接口系统来辅助于实验室环境下ESS系统的研究工作。该接口系统的优点在于能够实时获取运行状态中静电支承系统各部分的运行信息,能够为静电支承系统的设计和改良工作提供帮助,同时也为各种控制算法的验证提供了平台。在静电陀螺仪数字化测控系统的研究过程中,通过对静电陀螺仪以及实心转子质量不平衡调制原理的学习和了解以及对常用测量与控制手段的分析和比较,本论文首先对接口系统的整体功能需求进行了分析,并按模块化设计的思想将接口系统分为5个功能模块并相应地进行了详细讨论。通过一个完整的设计过程展示了接口系统的主要原理与功能,并在设计过程中针对提出的技术难点进行了详细探讨:通过信号调理前置放大电路和滤波器的设计使接口系统能够满足静电陀螺仪正常工作期间微小输出信号的测量需要;通过采用USB传输手段满足接口系统的实时性,同时也使接口系统能于PC后台系统有机结合起来;通过使用Multisim,HyperLynx等多种仿真工具对硬件电路各环节做了仿真验证,以保证设计的可靠性以及提高接口系统的抗干扰能力。通过研究控制固件程序的各种控制方式,优化了接口系统工作在多通道采样方式时候的控制流程和采集效率;同时通过对通用USB驱动程序的解读和再配置,实现了Windows对接口系统的支持,并在此基础上使用VC++ 6.0开发了应用程序。总之,静电陀螺仪数字化测控接口系统能在实验室环境中对静电支承系统进行功能扩展,能够为静电支承系统的设计和改良工作提供一定的帮助。
吴黎明,董景新,韩丰田,刘云峰[7]（2008）在《静电悬浮微陀螺系统模型的研究》文中指出静电悬浮微陀螺需要一套支承系统将高速旋转的环形转子稳定地悬浮在电极环腔中心。在推导被控对象静电力模型的基础上,构建了静电悬浮系统的5轴闭环控制模型,利用该模型分析了悬浮微陀螺的加速度/角速率测量原理,设计了基于数字控制的支承线路。依据敏感表头的结构参数确定了支承线路的电参数,结合悬浮系统性能指标,通过反复仿真来设计控制器参数,分析了悬浮系统的闭环动态特性、刚度特性和抗过载能力。对数字控制器的扫频结果表明:考虑采样频率引起的相位滞后,在剪切频率附近相位误差不超过15°。
李振杰,李振军,瓮嘉民,李炳贤[8]（2007）在《静电轴承转子振动的陷波器控制方法的研究》文中研究表明静电轴承具有无磨损、衡速精度高等优点,通常被用于高精度的惯性仪表系统。由于加工误差和高转速下的离心变形,轴承球形转子不可避免地存在质量偏心,因此在系统内会产生附加的静电干扰力和静电干扰力矩,影响转子的恒速性能和惯性仪表的精度。本文提出了用陷波器来抑制振动的方法,实验表明采用这种方法后,转子所受的静电干扰力降低75.51%,静电干扰力矩降低88%,转子位移减小51%,转子的振动得到了有效抑制。
吴秋平,韩丰田[9]（2007）在《星载静电加速度计的支承技术研究》文中认为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。
崔峰,苏宇锋,张卫平,吴校生,陈文元,赵小林[10]（2005）在《静电悬浮转子微陀螺及其关键技术》文中进行了进一步梳理静电悬浮转子微陀螺具有比振动式微陀螺精度高的潜在优点,并可同时测量二轴角速度和三轴线加速度。介绍了静电悬浮转子微陀螺的研究现状。对该静电悬浮转子微陀螺/加速度计的工作原理、特点进行了分析,并对实现高精度静电悬浮转子微陀螺/加速度计的关键技术如静电稳定悬浮、微位移检测控制、静电恒速旋转驱动、微机械加工和真空封装技术等进行了探讨。指出这一新颖MEMS陀螺是高精度多轴集成微惯性传感器技术发展的一个重要方向,具有广阔的应用前景和较大的发展潜力。
二、关于静电支承线路的设计（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、关于静电支承线路的设计（论文提纲范文）
（1）静电加速度计的悬浮方法研究与实现（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 课题的研究背景 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 静电加速度计的国内外研究现状 |
| 1.2.2 静电悬浮支承系统的国内外研究现状 |
| 1.2.3 静电加速度计检测控制系统的国内外研究现状 |
| 1.3 静电加速度计的控制系统的研究内容 |
| 1.4 静电加速度计的控制系统的研究意义 |
| 2 静电加速度计控制系统的需求分析与方案设计 |
| 2.1 静电加速度计系统地面测量环境分析 |
| 2.2 实现高分辨率的高压支承系统的方法研究 |
| 2.2.1 真空介质条件下的支承系统的电压计算与可行性分析 |
| 2.2.2 硅油介质条件下抑制电荷累积的方法研究与设计 |
| 2.2.3 实现系统高分辨率的解决方法研究与设计 |
| 2.3 实现高分辨率的检测方法的研究及实现方案 |
| 2.3.1 静电加速度计被控对象的检测环境分析 |
| 2.3.2 实现高分辨率的光学测量电路研究与设计 |
| 2.4 静电加速度计系统设计方案 |
| 2.5 本章小结 |
| 3 静电加速度计系统的被控对象的动力学模型建立 |
| 3.1 静电加速度计被控系统动力学模型的理论构建 |
| 3.2 静电加速度计系统被控对象动力学模型的仿真验证 |
| 3.3 被控对象动力学模型的传递函数研究与验证 |
| 3.4 本章小结 |
| 4 静电加速度计系统的检测控制系统研究 |
| 4.1 静电加速度计对控制系统的要求 |
| 4.1.1 静电加速度计控制系统应实现的控制功能描述 |
| 4.1.2 静电加速度计控制系统应达到的精度指标 |
| 4.2 悬浮体微小位移光学干涉测量系统 |
| 4.2.1 静电加速度计光学检测系统精度指标分析 |
| 4.2.2 静电加速度计光学检测系统的光路实现 |
| 4.2.3 静电加速度计光学检测系统的检测电路实现 |
| 4.3 静电加速度计控制算法选取及仿真验证 |
| 4.4 本章小结 |
| 5 静电加速度计系统设计实验验证 |
| 5.1 静电加速度计高压支承系统的仿真验证及实验验证 |
| 5.2 静电加速度计控制系统的实验验证 |
| 5.3 本章小结 |
| 6 总结与展望 |
| 6.1 总结 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
（2）磁浮式轨道振动俘能理论及应用技术（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 轨道振动发电研究意义 |
| 1.3 振动发电及轨道振动俘能国内外研究现状 |
| 1.3.1 振动发电技术国内外研究现状 |
| 1.3.2 轨道振动俘能方式研究现状 |
| 1.3.3 轨道振动俘能理论与模型研究现状 |
| 1.3.4 基于轨道振动俘能的智能监测系统研究现状 |
| 1.4 本文主要研究内容 |
| 第2章 轨道振动换能器理论建模与室内模型实验 |
| 2.1 轨道振动特性现场测试 |
| 2.1.1 高铁现场测试 |
| 2.1.2 地铁现场测试 |
| 2.2 压电式轨道振动俘能理论建模及室内模型实验 |
| 2.2.1 压电式轨道振动俘能装置方案设计 |
| 2.2.2 压电式轨道振动俘能理论建模 |
| 2.2.3 压电式轨道振动俘能室内模型实验 |
| 2.3 电磁式轨道振动俘能室内模型实验 |
| 2.3.1 弹簧谐振式电磁振动换能器 |
| 2.3.2 磁浮式电磁振动换能器 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 磁浮式换能非线性有阻尼动力学方程 |
| 3.1 非线性振动方程的建立 |
| 3.1.1 非线性刚度特性 |
| 3.1.2 非线性回复力势能函数 |
| 3.2 非线性振动方程的求解 |
| 3.2.1 多尺度法 |
| 3.2.2 平均法 |
| 3.2.3 渐进法 |
| 3.3 麦克斯韦张量法 |
| 3.3.1 麦克斯韦张量法原理 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 磁浮式非线性多稳态振动俘能机理 |
| 4.1 非线性动力系统与动态分叉 |
| 4.1.1 稳定性 |
| 4.1.2 动态分叉 |
| 4.2 混沌理论 |
| 4.2.1 混沌特征 |
| 4.2.2 混沌判据-极大李雅普诺夫(Lyapunov)指数 |
| 4.3 磁浮式多稳态振动俘能系统动力学 |
| 4.3.1 磁浮式多稳态振动俘能机理 |
| 4.3.2 多稳态势能函数最优布置 |
| 4.3.3 多稳态振动俘能系统的数值解法 |
| 4.4 磁浮式多稳态振动俘能机制的实验验证 |
| 4.4.1 磁浮式多稳态振动俘能系统设计 |
| 4.4.2 磁浮式多稳态振动俘能实验布置 |
| 4.4.3 结果与讨论 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 轨道振动-电磁耦合动力学模型 |
| 5.1 轨道振动-电磁耦合动力学模型架构 |
| 5.1.1 车辆-轨道耦合动力学模型 |
| 5.1.2 磁浮式振动换能器非线性有阻尼动力学方程 |
| 5.1.3 轨道振动激励下电磁耦合方程 |
| 5.2 非线性单稳态磁浮式振动换能器的实验研究 |
| 5.2.1 实验样机设计 |
| 5.2.2 实验布置和测试 |
| 5.2.3 实验结果与讨论 |
| 5.3 本章小结 |
| 第6章 磁浮式轨道振动发电原型机 |
| 6.1 机电一体化设计方法 |
| 6.1.1 原型机结构尺寸的限制性因素-轨道/车辆限界 |
| 6.1.2 小型化设计方法 |
| 6.1.3 整流、滤波、稳压及DC-DC斩波技术 |
| 6.2 原型机对行车安全性和轨道动力特性的影响分析和检算 |
| 6.2.1 振动响应分析 |
| 6.2.2 行车安全性和乘坐舒适性分析 |
| 6.3 传感器和无线通信技术 |
| 6.3.1 基于MEMS技术的传感和检测技术 |
| 6.3.2 无线通信技术 |
| 6.4 智能轨道监测系统的架构设计和软硬件平台 |
| 6.4.1 系统架构 |
| 6.4.2 硬件平台 |
| 6.4.3 软件平台 |
| 6.5 智能轨道监测系统的应用案例 |
| 6.5.1 无源无线智能轨道监测系统 |
| 6.5.2 无线监测系统性能测试与评估 |
| 6.6 本章小结 |
| 第7章 结论与展望 |
| 7.1 结论 |
| 7.2 研究展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间发表的学术论文及从事科研项目情况 |
（3）硅微静电电机的悬浮系统研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 微型机电系统 |
| 1.2 静电微电机技术 |
| 1.3 静电悬浮微电机与国内外研究现状 |
| 1.3.1 日本东北大学与Tokemic 公司 |
| 1.3.2 美国Santon 技术公司 |
| 1.3.3 美国Ball Semiconductor 公司 |
| 1.3.4 英国南安普敦大学 |
| 1.3.5 清华大学与上海交通大学 |
| 1.4 课题研究意义和内容 |
| 1.5 论文结构安排 |
| 第2章 静电悬浮微电机结构设计与建模分析 |
| 2.1 静电悬浮微电机系统结构 |
| 2.1.1 静电悬浮微敏感结构 |
| 2.1.2 微敏感结构整体设计与定子电极配置 |
| 2.1.3 止挡结构 |
| 2.1.4 牺牲层设计 |
| 2.1.5 静电悬浮系统 |
| 2.1.6 定子电极拆分 |
| 2.1.7 电机微敏感结构定子电极拆分与加载电压分配 |
| 2.2 电机微敏感结构间隙电容数学模型 |
| 2.2.1 转子沿z 轴（轴向）平动间隙电容 |
| 2.2.2 转子绕x、y 轴转动间隙电容 |
| 2.2.3 转子沿x、y 轴平动间隙电容 |
| 2.2.4 差动电容与转子位移之间关系的矩阵表达式 |
| 2.3 静电力与静电力矩模型 |
| 2.3.1 轴向静电力 |
| 2.3.2 径向静电力 |
| 2.3.3 绕x、y 轴转动静电力矩 |
| 2.4 悬浮转子动力学模型 |
| 2.4.1 “三对轴向电极”结构转子运动力学方程 |
| 2.4.2 “四对轴向电极”结构转子运动力学方程 |
| 2.5 静电悬浮支承系统的静态过载 |
| 2.5.1 z 轴静态过载 |
| 2.5.2 x、y 轴静态过载 |
| 2.5.3 绕x、y 轴转动（θ、φ自由度）静态过载 |
| 2.6 本章小结 |
| 第3章 差动电容式位移检测电路 |
| 3.1 频分复用式电容检测电路方案 |
| 3.1.1 电容式多自由度位移检测电路方案 |
| 3.1.2 频分复用原理 |
| 3.1.3 频分复用方法检测方案 |
| 3.1.4 电路原理分析 |
| 3.2 OrCAD 仿真测试电路 |
| 3.2.1 前置电荷放大电路 |
| 3.2.2 交流放大电路 |
| 3.3 移相电路与相敏解调电路设计 |
| 3.3.1 RC 移相电路 |
| 3.3.2 相敏解调电路 |
| 3.3.3 低通滤波电路 |
| 3.4 电路调试与分析 |
| 3.4.1 放大电路性能测试 |
| 3.4.2 移相电路调试 |
| 3.4.3 AD734 相敏解调电路调试 |
| 3.5 实际电路检测灵敏度与零位稳定性 |
| 3.5.1 检测灵敏度 |
| 3.5.2 零位稳定性和固定电容值检测稳定性 |
| 3.6 本章小结 |
| 第4章 直接数字合成（DDS）正弦信号发生器 |
| 4.1 DDS 产生正弦信号原理 |
| 4.2 直接数字合成功能芯片AD9834 |
| 4.3 DSP 串行外设接口SPI |
| 4.4 SPI 与AD9834 的串口连接 |
| 4.5 DDS 信号发生程序 |
| 4.6 本章小结 |
| 第5章 静电悬浮微电机控制系统 |
| 5.1 悬浮支承系统控制对象 |
| 5.2 悬浮支承系统的的支承刚度 |
| 5.3 支承控制系统 |
| 5.3.1 z 轴支承控制系统模型与校正 |
| 5.3.2 绕x、y 轴转动（θ, φ自由度）控制模型与校正 |
| 5.3.3 x、y 自由度控制模型与校正 |
| 5.4 本章小结 |
| 第6章 悬浮支承系统与实验分析 |
| 6.1 静电悬浮支承系统组成 |
| 6.1.1 电机微结构 |
| 6.1.2 支承控制系统 |
| 6.1.3 静电加力电路 |
| 6.2 静电悬浮支承系统测试实验 |
| 6.2.1 静电加力电路调试实验 |
| 6.2.2 位移检测电路调试实验 |
| 6.2.3 静电驱动实验 |
| 6.3 本章小结 |
| 第7章 总结与展望 |
| 7.1 论文工作总结 |
| 7.2 对今后研究工作的建议与展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 个人简历、在学期间发表的学术论文与研究成果 |
（4）静电驱动电容检测微机械陀螺式加速度器的力学分析（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 目录 |
| 图目录 |
| 表目录 |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 陀螺式加速度器概述 |
| 1.2 研究意义 |
| 1.3 发展历史和研究现状 |
| 1.3.1 微加速度器发展历史和研究现状 |
| 1.3.2 微陀螺发展历史和研究现状 |
| 1.3.3 小结 |
| 1.4 本课题研究的主要内容 |
| 第二章 摆式陀螺加速度器微型化转换 |
| 2.1 摆式陀螺加速度器原理介绍 |
| 2.2 PIGA到POGA的转换 |
| 2.2.1 单自由度陀螺(RDM)的转换 |
| 2.2.2 检测质量块的转换 |
| 2.2.3 力矩求和组件(TSM)的转换 |
| 2.2.4 伺服驱动组件(SDM)的转换 |
| 2.2.5 支承框架和基础 |
| 2.3 POGA各组件的装配 |
| 2.3.1 第一层装配图 |
| 2.3.2 第二层装配图 |
| 2.3.3 第三层装配图 |
| 2.3.4 第四层装配图 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 微陀螺加速度器各组件运动原理和方程 |
| 3.1 微陀螺(RDM)工作原理介绍 |
| 3.2 平板电容的检测和驱动 |
| 3.3 POGA的传感器方程 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 POGA结构的力学分析和设计 |
| 4.1 梁结构的力学分析方法 |
| 4.1.1 弯曲导向梁的受力分析 |
| 4.1.2 扭转导向梁的受力分析 |
| 4.2 简单POGA的结构设计 |
| 4.2.1 RDM结构设计 |
| 4.2.2 垫片和mass的设计 |
| 4.2.3 TSM-SDM结构设计 |
| 4.2.4 Bass结构设计 |
| 4.2.5 POGA的组装和分解 |
| 4.3 POGA模态分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 展望和总结 |
| 5.1 对于POGA的展望 |
| 5.2 总结 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
（5）静电陀螺仪球形空心铍转子平衡技术（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 引言 |
| 1 绪论 |
| 1.1 国内外静电陀螺仪应用与发展 |
| 1.1.1 国外静电陀螺仪应用与发展 |
| 1.1.2 国内静电陀螺仪应用与发展 |
| 1.2 国内外球形转子平衡技术研究现状 |
| 1.2.1 国外球形空心转子平衡技术现状 |
| 1.2.2 国内球形空心转子平衡技术现状 |
| 1.3 静电陀螺仪的组成与工作原理 |
| 1.4 球形空心铍转子结构与精度要求 |
| 2 刚性球形空心铍转子的质量不平衡 |
| 2.1 概述 |
| 2.2 静态质量不平衡 |
| 2.2.1 无阻尼静不平衡方程 |
| 2.2.2 有阻尼静不平衡方程 |
| 2.2.3 算例 |
| 2.3 动态质量不平衡 |
| 2.3.1 概述 |
| 2.3.2 轴向质量不平衡 |
| 2.3.3 径向质量不平衡 |
| 3 挠性球形空心铍转子动态质量不平衡 |
| 3.1 概述 |
| 3.2 转子变形对不平衡质量位置的影响 |
| 3.2.1 转子动不平衡几何模型 |
| 3.2.2 挠性转子不平衡质量及质心的弹性位移 |
| 3.3 挠性转子的漂移率和衰减率 |
| 3.3.1 轴向动不平衡的漂移率 |
| 3.3.2 径向动不平衡的衰减率 |
| 4 球形空心铍转子的静平衡 |
| 4.1 质心位置测量与不平衡质量计算 |
| 4.1.1 测量方法与装置 |
| 4.1.2 不平衡量的计算 |
| 4.2 不平衡量的修正 |
| 4.2.1 研磨去除法 |
| 4.2.2 化学腐蚀去除法 |
| 4.3 静平衡数据回归分析 |
| 4.3.1 数据统计与处理方法 |
| 4.3.2 数据统计与处理 |
| 4.4 静平衡与圆度 |
| 4.4.1 不平衡量的修正对圆度的影响 |
| 4.4.2 不平衡量与圆度误差的同步趋小化 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 附录A 静电陀螺仪理想模型 |
| 附录B 铍转子静平衡实验数据表 |
| 致谢 |
| 导师简介 |
| 作者简介 |
| 学位论文数据集 |
（6）静电陀螺仪数字化测控接口系统研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 静电陀螺仪应用背景以及目前的发展情况 |
| 1.2 选题依据 |
| 1.3 本文的主要研究内容 |
| 第2章 静电陀螺仪转子信号特征分析 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 ESG的信号读取方式 |
| 2.3 质量不平衡调制信号测量方式研究 |
| 2.3.1 小角度工作MUM-ESG的结构特征 |
| 2.3.2 MUM信号读取的基本原理 |
| 2.4 ESG转子信号的计算与结论 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 ESG接口系统的功能设计 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 接口系统的总体功能需求分析 |
| 3.3 接口系统功能模块的设计 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 接口系统的硬件电路实现 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 信号调理模块的设计实现 |
| 4.2.1 信号传输方式的比较与选择 |
| 4.2.2 差分信号传输的实现 |
| 4.2.3 前置放大电路的选择 |
| 4.2.4 滤波电路设计 |
| 4.3 采样与控制电路的设计实现 |
| 4.3.1 ADC采样电路 |
| 4.3.2 控制主电路 |
| 4.3.3 USB芯片与AD芯片的时序配合 |
| 4.4 可靠性设计以及仿真验证 |
| 4.4.1 PCB设计要求 |
| 4.4.2 数据传输差分对线阻抗计算 |
| 4.4.3 信号传输可靠性仿真 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 接口系统控制软件设计 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 控制软件的功能描述 |
| 5.3 控制主程序的编写 |
| 5.3.1 EZ-USB FX2 固件框架 |
| 5.3.2 USB设备的初始化与任务程序 |
| 5.3.3 控制采样实现 |
| 5.4 USB驱动程序的定制 |
| 5.5 应用程序设计 |
| 5.5.1 主机控制函数 |
| 5.5.2 主程序界面设计 |
| 5.5.3 程序初始化与功能实现 |
| 5.6 本章小结 |
| 第6章 接口系统实验测试与功能研究 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 接口系统基本功能测试 |
| 6.3 半物理仿真测试 |
| 6.4 接口系统功能扩展研究 |
| 6.5 本章小结 |
| 第7章 全文总结 |
| 7.1 主要结论 |
| 7.2 研究展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读学位期间发表的学术论文目录 |
（7）静电悬浮微陀螺系统模型的研究（论文提纲范文）
| 1 引言 |
| 2 理论模型 |
| 2.1 加速度计模型 |
| 2.2 角加速度检测模型 |
| 3 微陀螺支承线路设计 |
| 4 五轴悬浮闭环系统设计 |
| 5 结论 |
（8）静电轴承转子振动的陷波器控制方法的研究（论文提纲范文）
| 1 前言 |
| 2 偏心转子的动力学分析 |
| 3 转子不平衡振动的抑制 |
| 4 电模拟实验 |
| 5 结语 |
（9）星载静电加速度计的支承技术研究（论文提纲范文）
| 1 引言 |
| 2 静电加速度计的支承电路 |
| 2.1 位移测量电路 |
| 2.2 控制电路 |
| 2.3 执行环节 |
| 3 控制器设计 |
| 3.1 转子动态特性 |
| 3.2 起支过程分析 |
| 3.3 支承过程分析 |
| 3.4 控制器设计 |
| 4 支承仿真分析和实验结果 |
| 5结论 |
（10）静电悬浮转子微陀螺及其关键技术（论文提纲范文）
| 0 引言 |
| 1 静电悬浮转子微陀螺的研究现状[4] |
| 2 静电悬浮转子微陀螺的工作原理及其特点 |
| 2.1 双输入轴陀螺工作原理 |
| 2.2 三轴线加速度计工作原理 |
| 2.3 特点 |
| 3 静电悬浮转子微陀螺的关键技术 |
| 3.1 静电稳定悬浮支承 |
| 3.2 转子的微位移检测控制问题 |
| 3.3 静电恒速旋转驱动 |
| 3.4 微机械加工技术 |
| 3.5 真空封装技术 |
| 4 结束语 |
四、关于静电支承线路的设计（论文参考文献）
- [1]静电加速度计的悬浮方法研究与实现[D]. 楚宁. 浙江大学, 2019(03)
- [2]磁浮式轨道振动俘能理论及应用技术[D]. 高鸣源. 西南交通大学, 2018(03)
- [3]硅微静电电机的悬浮系统研究[D]. 付真斌. 清华大学, 2010(02)
- [4]静电驱动电容检测微机械陀螺式加速度器的力学分析[D]. 刁方印. 暨南大学, 2009(09)
- [5]静电陀螺仪球形空心铍转子平衡技术[D]. 陶丽芝. 河北理工大学, 2009(08)
- [6]静电陀螺仪数字化测控接口系统研究[D]. 刘镇承. 上海交通大学, 2009(10)
- [7]静电悬浮微陀螺系统模型的研究[J]. 吴黎明,董景新,韩丰田,刘云峰. 仪器仪表学报, 2008(09)
- [8]静电轴承转子振动的陷波器控制方法的研究[J]. 李振杰,李振军,瓮嘉民,李炳贤. 科技资讯, 2007(27)
- [9]星载静电加速度计的支承技术研究[J]. 吴秋平,韩丰田. 仪器仪表学报, 2007(07)
- [10]静电悬浮转子微陀螺及其关键技术[J]. 崔峰,苏宇锋,张卫平,吴校生,陈文元,赵小林. 中国惯性技术学报, 2005(06)