本文選題：干涉儀 + 動鏡運動控制�。� 參考：《中國科學(xué)院研究生院(上海技術(shù)物理研究所)》2016年博士論文

【摘要】：動鏡式空間干涉儀是一種重要的星載紅外遙感儀器,可以從星上獲得高靈敏度、高光譜分辨率及多通道的大氣輻射光譜,反演出有關(guān)大氣溫度、濕度的垂直分布情況。動鏡運動系統(tǒng)的在軌長期可靠運行,是實現(xiàn)干涉儀功能和性能指標(biāo)的重要保障。然而空間干涉儀在軌面臨特殊的工作環(huán)境,比如衛(wèi)星發(fā)射沖擊、微重力環(huán)境、空間粒子輻射等,因此對動鏡運動系統(tǒng)提出了更高的要求。本文全面闡述了適應(yīng)于空間應(yīng)用的干涉儀動鏡運動控制系統(tǒng)的技術(shù)指標(biāo)確定、方案設(shè)計、關(guān)鍵技術(shù)、系統(tǒng)實現(xiàn)、以及性能測試結(jié)果。論文調(diào)研了國外典型空間干涉儀動鏡運動系統(tǒng)的支承方式、動鏡類型、驅(qū)動電機、參考光源、運動機構(gòu)保護措施、控制電路方案以及測速/控速方式,總結(jié)出技術(shù)方案的共性,并介紹了干涉儀在軌應(yīng)用面臨的太空環(huán)境。詳細分析了動鏡運動的有效行程、速度均勻性、采樣時基等對干涉儀性能的影響。通過調(diào)研和分析確定了動鏡運動系統(tǒng)的主要技術(shù)指標(biāo)和總體技術(shù)方案。分別探討了方案中動鏡機構(gòu)的鎖定和解鎖、運動中心定位、基于FPGA的運動控制等關(guān)鍵技術(shù)。全面闡述了動鏡機構(gòu)鎖定和解鎖裝置、運動執(zhí)行機構(gòu)、運動定位機構(gòu)、位置測量模塊、數(shù)字控制電路等的硬件實現(xiàn)方法,以及可調(diào)期望運動規(guī)律、運動中心定位、數(shù)字PID控制、故障診斷等軟件實現(xiàn)方法。論文研究結(jié)果表明,本課題制定的動鏡運動控制系統(tǒng)方案是可行的。動鏡系統(tǒng)具有抗發(fā)射沖擊保護、適應(yīng)微重力環(huán)境、抗輻照等能力,并且運動中心定位精度可達1~2個參考激光半波長,勻速區(qū)速度波動RMS值小于0.3%,優(yōu)于技術(shù)指標(biāo)要求值。本課題研究結(jié)果為干涉儀的空間工程化應(yīng)用奠定了良好的理論和技術(shù)基礎(chǔ)。
[Abstract]:Dynamic mirror space interferometer is an important space-borne infrared remote sensing instrument, which can obtain high sensitivity, high spectral resolution and multi-channel atmospheric radiation spectrum from the satellite. The vertical distribution of temperature and humidity in the atmosphere can be reversed. The long-term reliable operation of moving mirror system is an important guarantee to realize the function and performance index of interferometer. However, the space interferometer is faced with special working environment in orbit, such as satellite launch impact, microgravity environment, space particle radiation and so on. Therefore, a higher requirement for moving mirror system is put forward. In this paper, the determination of technical index, scheme design, key technology, system implementation and performance test results of the motion control system of interferometer moving mirror for space applications are described. In this paper, the supporting mode, type of moving mirror, driving motor, reference light source, protection measures of motion mechanism, control circuit scheme and speed measurement / speed control mode of typical space interferometer are investigated, and the commonness of the technical scheme is summarized. The space environment for the application of interferometer in orbit is introduced. The effects of effective stroke, velocity uniformity and sampling time base on the performance of interferometer are analyzed in detail. Through investigation and analysis, the main technical indexes and the overall technical scheme of the moving mirror system are determined. The key technologies such as locking and unlocking motion center positioning and motion control based on FPGA in the scheme are discussed respectively. The hardware realization methods of locking and unlocking device, motion actuator, motion positioning mechanism, position measurement module, digital control circuit, etc., as well as the adjustable expected motion law, motion center location, digital PID control, etc. Fault diagnosis and other software implementation methods. The research results show that the scheme of motion control system is feasible. The moving mirror system has the ability of anti-firing impact protection, adapting to microgravity environment and anti-irradiation, and the accuracy of moving center location can reach 1 ~ 2 reference laser half-wavelength. The RMS value of velocity fluctuation in uniform velocity region is less than 0.3, which is better than the required value of technical index. The results of this paper lay a good theoretical and technical foundation for the space engineering application of interferometer.
【學(xué)位授予單位】：中國科學(xué)院研究生院(上海技術(shù)物理研究所)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TH744.3

【相似文獻】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 云中客;適用于大分子的物質(zhì)波干涉儀[J];物理;2002年07期

2 ;干涉儀[J];光機電信息;2003年06期

3 劉倬民;154A干涉儀系統(tǒng)β_m值對接求解[J];裝備指揮技術(shù)學(xué)院學(xué)報;2004年01期

4 路建新 ,單玉生 ,湯秀章 ,周創(chuàng)志;光學(xué)記錄速度干涉儀的研制[J];中國原子能科學(xué)研究院年報;2004年00期

5 韓永泉;;余數(shù)定理解干涉儀模糊初步研究[J];電子信息對抗技術(shù);2008年04期

6 高卓;;可在室溫下工作的量子干涉儀問世[J];化學(xué)分析計量;2010年03期

7 М.Н.巴西克托夫;Ю.Ф.喔格洛特尼可夫;胡公義;;示教干涉儀和它的實歐[J];物理通報;1963年03期

8 方懷珍;;高精度干涉儀反射鏡位置的控制[J];儀器儀表通訊;1973年06期

9 山深聞;橫向剪開干涉儀[J];光學(xué)技術(shù);1981年03期

10 向才新;干涉儀實時全息補償?shù)木窒扌訹J];儀器儀表學(xué)報;1986年04期

相關(guān)會議論文 前10條

1 于杰;張海濤;;相移點衍射干涉儀重復(fù)性研究[A];第十四屆全國光學(xué)測試學(xué)術(shù)討論會論文（摘要集）[C];2012年

2 楊俊麒;鄒暉;胡毅;;延遲干涉儀原理及控制方法[A];2009年中國高校通信類院系學(xué)術(shù)研討會論文集[C];2009年

3 別業(yè)廣;熊俊松;;德布羅意波及原子波干涉儀[A];湖北省物理學(xué)會、武漢物理學(xué)會2004’學(xué)術(shù)年會論文集[C];2004年

4 王鳴;郭冬梅;;基于修正相移技術(shù)的激光自混合干涉儀[A];光電技術(shù)與系統(tǒng)文選——中國光學(xué)學(xué)會光電技術(shù)專業(yè)委員會成立二十周年暨第十一屆全國光電技術(shù)與系統(tǒng)學(xué)術(shù)會議論文集[C];2005年

5 耿生群;吳嗣亮;;載波相位誤差對干涉儀的影響及糾正方法[A];第三屆全國信息獲取與處理學(xué)術(shù)會議論文集[C];2005年

6 劉景峰;李艷秋;劉克;;移相式點衍射干涉儀的幾個關(guān)鍵技術(shù)[A];2007'中國儀器儀表與測控技術(shù)交流大會論文集（一）[C];2007年

7 唐遠河;郜海陽;段曉東;賈奇杰;屈歐陽;曹顯剛;;地基氣輝成像干涉儀的研制[A];第十四屆全國日地空間物理學(xué)術(shù)研討會論文集[C];2011年

8 袁群;高志山;周宇軒;褚光;;基于數(shù)值模擬的點衍射干涉儀移相算法研究[A];中國光學(xué)學(xué)會2011年學(xué)術(shù)大會摘要集[C];2011年

9 袁群;高志山;;點衍射干涉儀中高精度移相算法分析[A];第十三屆全國光學(xué)測試學(xué)術(shù)討論會論文（摘要集）[C];2010年

10 王輝;;點衍射干涉儀高重復(fù)性檢測支撐設(shè)備研制[A];第十三屆全國光學(xué)測試學(xué)術(shù)討論會論文（摘要集）[C];2010年

相關(guān)重要報紙文章 前1條

1 王小龍;可在室溫下工作的量子干涉儀問世[N];科技日報;2010年

相關(guān)博士學(xué)位論文 前9條

1 謝正茂;近紅外偏振干涉光譜儀關(guān)鍵技術(shù)研究[D];中國科學(xué)院研究生院(西安光學(xué)精密機械研究所);2015年

2 石大蓮;中高層大氣風(fēng)場探測F-P干涉儀的數(shù)據(jù)反演算法與定標(biāo)方法研究[D];中國科學(xué)院研究生院(西安光學(xué)精密機械研究所);2015年

3 段娟;空間干涉儀動鏡運動系統(tǒng)設(shè)計技術(shù)研究[D];中國科學(xué)院研究生院(上海技術(shù)物理研究所);2016年

4 封皓;基于雙Mach-Zehnder干涉儀結(jié)構(gòu)的光纖管道安全預(yù)警系統(tǒng)建模及定位研究[D];天津大學(xué);2011年

5 施宇鋒;星載紅外光譜儀干涉分系統(tǒng)的控制技術(shù)研究[D];華中科技大學(xué);2012年

6 汪麗;干涉法大氣風(fēng)場探測技術(shù)研究[D];中國科學(xué)院研究生院（西安光學(xué)精密機械研究所）;2007年

7 李振華;實現(xiàn)渦旋光束及光強圖樣調(diào)制的多孔干涉儀設(shè)計研究[D];山東師范大學(xué);2014年

8 陳偉;固體系統(tǒng)中電子糾纏的產(chǎn)生及探測[D];南京大學(xué);2014年

9 陳華;高精度面形檢測中環(huán)境擾動因素分析[D];中國科學(xué)院研究生院（長春光學(xué)精密機械與物理研究所）;2011年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前10條

1 史云飛;基于雙Mach-Zehnder干涉儀的擾動定位方法研究[D];山東大學(xué);2015年

2 王國林;長基線干涉儀測向關(guān)鍵技術(shù)研究[D];電子科技大學(xué);2014年

3 王鵬;基于MMI的光電混合集成三分量地震加速度傳感技術(shù)研究[D];西南石油大學(xué);2012年

4 費小云;星載測風(fēng)雙視場準(zhǔn)共路多普勒外差干涉儀基礎(chǔ)問題研究[D];中國科學(xué)院研究生院(西安光學(xué)精密機械研究所);2015年

5 樊慶;星載干涉儀力學(xué)性能研究[D];中國科學(xué)院研究生院(上海技術(shù)物理研究所);2015年

6 侯小月;基于寬帶光源的分布式光纖傳感器對動態(tài)信號的檢測[D];北京交通大學(xué);2016年

7 閆小軍;基于空芯光纖的微結(jié)構(gòu)馬赫—增德爾(MZ)干涉儀研究[D];北京交通大學(xué);2016年

8 陶金泉;毫米波干涉儀信號處理研究[D];南京理工大學(xué);2009年

9 許靜靜;多普勒光纖速度干涉儀的研究[D];北京交通大學(xué);2011年

10 吳仁安;移相式紅外泰曼干涉儀的研究與應(yīng)用[D];南京理工大學(xué);2003年

，

本文編號：1856821