二維PSD在空間微重力主動(dòng)隔振系統(tǒng)中的應(yīng)用.pdf

1、隨著我國(guó)載人航天事業(yè)近二十年來(lái)的飛速發(fā)展，空間科學(xué)研究取得了長(zhǎng)足的進(jìn)步。研制空間微重力主動(dòng)隔振系統(tǒng)能夠有效隔離從航天器上傳遞來(lái)的擾動(dòng)，保證實(shí)驗(yàn)載荷的微重力水平，擴(kuò)展和加強(qiáng)未來(lái)我國(guó)空間實(shí)驗(yàn)室在空間科學(xué)研究的支撐能力，對(duì)我國(guó)載人航天的發(fā)展具有重要的意義。
　　為了實(shí)現(xiàn)對(duì)空間微重力主動(dòng)隔振系統(tǒng)的三維位置測(cè)量，避免接觸測(cè)量帶來(lái)新的擾動(dòng)，采用了光學(xué)非接觸式的位置敏感探測(cè)器二維PSD。針對(duì)隔振系統(tǒng)空間約束條件，建立三維位置測(cè)量數(shù)學(xué)模型，設(shè)計(jì)布

2、局的位置測(cè)量系統(tǒng)。為了提高位置的測(cè)量精度，同時(shí)設(shè)計(jì)了2D-PSD自動(dòng)測(cè)試裝置。應(yīng)用二元二次多項(xiàng)式法建立光斑位置測(cè)量值和實(shí)際值的計(jì)算方程，由此得出二維PSD非線性校正函數(shù)，使測(cè)量誤差顯著減小，較大的擴(kuò)展了二維PSD的測(cè)量精度和測(cè)量范圍，使二維PSD滿足隔振系統(tǒng)非接觸測(cè)量的要求。
　　本系統(tǒng)以TMS320F2812、ADS1258、KSZ8851、PC機(jī)為核心完成對(duì)空間微重力主動(dòng)隔振系統(tǒng)電子單元方案設(shè)計(jì)。以TMS320F2812為主控

3、制器，實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)的處理，存儲(chǔ)和通信的功能。PSD將位置信息轉(zhuǎn)化為電壓信號(hào)，ADS1258模塊完成對(duì)隔振系統(tǒng)中模擬量數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換，軟件編程解算三維位置坐標(biāo)。以KSZ8851為以太網(wǎng)控制器設(shè)計(jì)通信模塊，通過(guò)對(duì)網(wǎng)卡芯片的初始化、接受和發(fā)送控制、數(shù)據(jù)的封裝等，完成數(shù)據(jù)向上位機(jī)的傳輸。
　　本論文較為系統(tǒng)深入地研究了二維PSD在空間微重力主動(dòng)隔振系統(tǒng)中的應(yīng)用，包括了隔振任務(wù)分析，三維位置測(cè)量方案設(shè)計(jì)，電子學(xué)單元模塊組成，PSD的測(cè)試標(biāo)定，隔振