半球谐振陀螺总剂量辐照效应性能研究

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半球谐振陀螺是一种高可靠的哥氏振动陀螺,在宇航领域有广泛的应用前景.该文研究了在空间辐照环境下总剂量辐照效应对半球谐振陀螺性能的影响,分析了总剂量辐照效应对半球谐振陀螺不同功能模块的影响,包括陀螺敏感头、信号检测电路及控制电路,并进行了总剂量辐照试验验证.结果表明,100 krad(Si)的总剂量辐照对半球谐振陀螺的性能无明显影响,半球谐振陀螺的抗辐照能力能够满足高轨道航天器的应用需要.
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为提高微机电系统(ME MS)压电指向性传声器的声压灵敏度,该文采用有限元法对一种ME MS压电指向性传声器进行了仿真与性能优化.对于该压电指向性传声器结构的声压灵敏度随压电层材料种类、厚度及长度的变化进行了研究,优化了结构参数,提高了器件的灵敏度及信噪比.结果表明,当硅梁厚为10μm,压电层厚为6.3μm时,器件灵敏度达到最大,较先前结构提高了约14 dB.
针对一类存在非线性迟滞特性的纳米定位压电驱动器的控制问题,使用了一种与被控系统无关的自耦比例-积分-微分(ACPID)控制方法.该方法将系统内部所有复杂因素及外部扰动定义为一个总扰动,建立了以总扰动为激励的受控误差系统,进而设计了基于ACPID控制理论的压电定位控制系统.理论分析了ACPID控制系统的鲁棒稳定性和抗扰动鲁棒性.仿真结果表明,ACPID控制系统的有效性不仅具有更快的响应速度、更高的控制精度,且具有良好的抗扰动鲁棒性,在压电定位系统控制领域具有较大应用价值.