大口径空间反射镜高精度面形检测的支撑技术研究

由于空间失重状态与地面状态不同,大口径空间反射镜在地面检测时需要通过特殊支撑结构对其重力进行卸载,同时严格控制支撑力引入的反射镜变形,以满足反射镜高精度面形检测的要求。通过对一口径750mm的空间SiC非球面反射镜进行检测,对比分析检测结果和有限元仿真结果,研究支撑结构对反射镜面形所造成的影响。主要针对吊带支撑和中心支撑进行详细的检测验证,分析其不能实现该反射镜高精度检测的原因;通过改进支撑方案,最后提出背板支撑,改善支撑变形的影响,不同角度下测量重复性达到纳米级,收到较好的检测效果,为该反射镜加工质量和加工效率的提升奠定了基础。

单晶硅等效机械特性的实验研究(英文)

单晶硅广泛应用于MEMS器件中。根据等效刚度原理,单晶硅可以简化为各向同性材料。介绍了一种采用湿法腐蚀工艺加工的倾斜硅梁,并利用频率响应特性测试了其等效杨氏模量和等效泊松比。采用(100)硅片制作了八组不同尺寸参数的倾斜硅梁。梁的宽度尺寸间隔为30μm,尺寸范围为30μm～240μm,对应宽高比为1/8～1。实验结果证明了等效杨氏模量与倾斜梁尺寸无关,而等效泊松比不仅和单晶硅的特性相关,而且受倾斜梁尺寸的影响。实验得到的等效杨氏模量为170.51 GPa±2.08 GPa。对等效泊松比的测量结果在Matlab中进行了多项式拟合,7次拟合多项式已经与测试结果具有很好的一致性。

杯形陀螺的温度性能与补偿方法研究

温度变化严重影响了杯形陀螺的使用精度,为了消除或减小温度对杯形陀螺性能的影响,首先从理论上分析了温度对陀螺性能的影响机理,在此基础上提出了一种基于陀螺内部信号对杯形陀螺进行温度补偿的方法;通过大量的温度实验,从工程应用实际出发,分别建立了陀螺的零偏-温度、零偏-驱动电压以及零偏-频率的多项式模型,并利用上述模型对陀螺进行了补偿,分析了补偿结果。实验证明,所述方法能显著提高杯形陀螺的温度性能。

圆柱壳体振动陀螺谐振子的品质因数研究

品质因数是衡量陀螺振动特性的重要指标,它决定了陀螺的检测灵敏度。首先从理论上分析了影响圆柱壳体振动陀螺谐振子品质因数的主要因素。然后针对各种因素进行一系列的实验研究,包括谐振子的材料、形状以及尺寸等因素对于陀螺谐振子品质因数的影响。研究结果表明,谐振子的品质因数在很大程度上决定于谐振子材料、谐振环的形状及外径尺寸。材料的机械品质因数越高,加工而成的谐振子Q值也越高。谐振子的Q值随着谐振环外径和高度的增大而增大,随着谐振环厚度和底部厚度的增大而减小。其中谐振环外径对于谐振子的Q值影响最大。

杯形陀螺压电片粘结胶层对谐振子振动特性的影响规律研究

针对杯形陀螺上压电陶瓷的粘胶问题,本文建立了基底-胶层-压电片层压板有限元模型,通过Ansys软件对模型进行仿真和分析,并对分析结果进行实验验证。重点研究了粘胶层厚度、材料特性、以及胶层中有缺陷等因素对谐振子的Q值、输出增益、频率裂解的影响。结果表明:粘胶层对谐振子的谐振频率影响不大,减小胶层厚度、保证胶层弹性模量在一定的范围尽量提高胶层硬度有利于提高谐振子振动特性,并在提高粘胶层抗剪切力方面进行了探索。研究结果为进一步提高杯型陀螺性能提供了参考。

基于ARM7TDMI核微处理器的嵌入式系统设计

开发出了一种用于移动载体(车、船、舰等)上利用稳定平台来进行卫星通信与电视信号接收的系统，采用基于ARM7TDMI核微处理器的嵌入式系统来跟踪与控制稳定平台的运动；重点介绍了爱特梅尔91X40系列芯片的硬件结构及其功能，论述了整个嵌入式系统的机制及其硬件与软件设计。实现了移动载体与卫星之间的实时通信。

磁性弹簧振动研究

本文研究了"磁性弹簧"(两个细长磁铁相向放置)在气垫导轨上的振动情况,对"磁性弹簧"的受力情况和振动周期等物理量的研究表明,理论计算的预测结果与实验测量基本一致.本实验的研究对磁体及静磁场间的受力分析计算以及磁性弹簧的应用具有重要意义.

微陀螺模态特性的参数化分析方法

模态分析是微陀螺结构设计的重要环节,针对一种采用L形截面悬臂梁支撑的微陀螺结构,提出了参数化的模态分析方法。建立了微陀螺的参数化模型,以VC作为封装ANSYS的APDL命令流的工具,开发了微陀螺参数化的模态分析模块。利用该模块研究了微陀螺模态频率随主要结构尺寸变化的规律,发现对模态频率影响较大的是硅结构的厚度和支撑梁的宽度,并通过优化结构尺寸使其模态频率完全匹配。

基于迭代学习控制的活塞数控加工研究

在高速精密非圆加工中,伺服刀架系统的幅值衰减产生较大的刀具轨迹跟踪误差,从而降低加工精度。以伺服刀架的传递函数为基础,采用迭代学习控制,利用系统实际输出与期望输出的偏差信号,产生新的控制信号,使得系统跟踪调节性能得以提高,从而提高非圆加工的形状误差。

杯形波动陀螺的振动仿真分析和试验

针对一种基于压电激励方式的杯形波动陀螺谐振子,进行理论分析并采用有限元软件,得到了谐振子在工作模态下的轴向与周向振幅分布特性,通过给出挠度函数重点分析了谐振子的径向振幅计算问题;最后对25 mm的杯形波动陀螺谐振子样机进行了试验验证。研究结果表明将谐振子沿轴向的振幅变化作线性处理是合适的,由仿真分析引出的幅值计算函数适用于实际情况分析,同时也为杯形波动陀螺谐振子的参数化建模及结构优化设计提供了依据。