| 题名 | 干涉式垂直大气探测仪高精度动镜直线运动技术研究 |
| 作者 | 代作晓 |
| 答辩日期 | 2003-06-20 |
| 文献子类 | 博士 |
| 授予单位 | 中国科学院研究生院 |
| 导师 | 王模昌 |
| 关键词 | 大气探测 干涉 弹性膜片 直线电机 速度伺服 偏振移相 |
| 学位专业 | 物理电子学 |
| 英文摘要 | 干涉式垂直大气探测仪是一种重要的星载红外遥感仪器，可以从星上获得高灵敏度、高光谱分辨率及多通道的大气辐射光谱，反演出有关大气温度、湿度的垂直分布情况，已被列入我国气象卫星重点发展的有效载荷。高精度动镜直线往复运动技术是干涉式垂直大气探测仪的核心技术之一，关系着仪器研制的成败。本文全面阐述了干涉探测仪动镜直线驱动系统的方案设计与实现方法，给出了研究结果。本文介绍了运行于静止轨道的干涉式垂直大气探测仪的基本结构与干涉分光原理，详细分析了动镜直线运动的行程、运动倾斜、速度大小及速度均匀性与整机性能之间的关系，为高精度动镜直线驱动技术作了理论上的论证。论文对已经成功发射或正在研制的空间干涉探测仪的动镜运动支承、导向与驱动形式进行了比较分析，提出了弹性支承与导向、音圈电机PWM方式驱动、激光脉冲测速、前馈加双闭环反馈速度控制的高精度动镜直线驱动方案，并论证了方案的可行性。论文运用基于有限元分析的弹性膜片优化设计方法，设计了开孔式和狭缝式弹性膜片，给出了弹性膜片的仿真数据；设计了弹性膜片参数测试方法，给出了弹性膜片测试结果，通过比较分析确定了符合技术要求的弹性膜片设计方案。论文阐述了速度控制系统的实现过程。论证了具有偏振移相功能的激光参考干涉仪设计方法，阐述了光电转换、脉冲整形、动镜运动判向以及速率测量的原理与实现方法，详细描述了速度、电流双闭环加前馈调节的速度复合控制系统的设计和运用功率集成电路实现音圈电机PWM驱动的方法与过程。论文给出了动镜直线驱动系统的动态模型，并进行了速度控制仿真。给出了动镜驱动系统实际运行性能的测试结果和今后研究设想。论文研究结果表明，本课题所制订的高精度弹性支承动镜直线驱动方案是可行的。动镜在速度控制系统的作用下，可以作频率为2Hz，振幅为±5mm的往复直线运动，匀速区范围约±4mm，匀速区速度约4cm/s，瞬时速度误差小于3%，运动过程中动镜倾斜角度小于9角秒。本课题在攻克空间干涉仪高精度动镜直线运动技术难关方面进行了有益的尝试，研究结果为“风云”系列气象卫星干涉式大气探测仪研制奠定了良好的理论和技术基础。 |
| 学科主题 | 红外系统与元部件 |
| 公开日期 | 2012-06-25 |
| 内容类型 | 学位论文 |
| 源URL | [http://202.127.1.142/handle/181331/3995]  |
| 专题 | 上海技术物理研究所_上海技物所 |
| 推荐引用方式 GB/T 7714 | 代作晓. 干涉式垂直大气探测仪高精度动镜直线运动技术研究[D]. 中国科学院研究生院. 2003. |
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