绝对重力仪中直线超声电机驱动技术研究

《绝对重力仪中直线超声电机驱动技术研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、图书分类号；Ｐ３１５密级：＿工学硕±学位论文绝对重力仪中直线超齊电机驱动技术研究陈海中国地震局地震研究所中国＊武汉二零一五年六月中国地震局地震研巧所学位论文原创巧声明，是本人在导师指导下，进行本人郑重声明：所呈交的学位论文研巧工作所取得的成果。除文中己经法明引用的内容外，本学位论文的研巧成果不包含任何他人创作的、已公开发表或者没有公开发表的作品的内容。对本论文所涉及的研究工作做出贡献的其他个人和集体。本学位论文原创性声明的法律贵任，均已在文中Ｗ明确方式表明由本人承担。签名：捧短

2、＞挥（＾月之巧：／学位论文版权使用授权书本人知悉中国地震局地震研究所有关保留和使用学位论文的规定，同意中国地震局地震研究所保留并向国家图书馆或有关机构送交。学位论文的复印件和电子版，允许学位论文被查阅和借阅本人授权中国地震局地震研究所可臥将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可＾＾＾采用影印、缩印或其他复制手段保存、汇编本学位论文。（保密论文在解密后适用本授权书）学位论文作者签名：丰＾月三２曰经指导教师同意，在年解密后适用，本学位论文属于本授权书。指导教师签名学位论文作者签名；

3、０ｉ年月曰年月日Ｙ／／１单位代码：85404图书分类号：P315学号：201215工学硕士学位论文绝对重力仪中直线超声电机驱动技术研究研究生：陈海指导老师：杜瑞林研究员邹彤副研究员学科·专业：大地测量学与测量工程研究方向：地震观测技术与地球科学仪器中国地震局地震研究所中国·武汉二Ｏ一五年六月1Master’sDegreeDissertationaLinearUltrasonicMotorDriverStudyinanAbsoluteGravimeterMasterCandidate：ChenHaiTutor：Pro.DuRuili

4、nPro.ZouTongMajor：GeodesyandSurveyingEngineeringResearch：InstrumentationinEarthquakeSeismologyInstituteofSeismologyChinaEarthquakeAdministrationWuhan.ChinaJune,2015作者简介陈海，男，出生于1987年10月20日，湖北省黄冈市英山县人，2011年6月武汉大学毕业，获得测控技术与仪器专业工学学士和计算机科学与技术（武汉大学，辅修）工学学士学位。2012年考入中国地震局地震研究所攻读工学硕

5、士学位，师从杜瑞林研究员，专业方向为观测技术与仪器，主要从事直线超声电机在重力仪中的驱动技术研究。中文摘要中文摘要研究地球重力场及其变化对于地震预测、地球科学、资源勘测、导航制导等领域研究具有重要意义，重力加速度g是反映地球重力场信息的直接物理量。随着稳频激光干涉测量技术、高精度数字化采集与控制、宽频带高精度震动测量技术等技术手段的进步，作为直接获取重力加速度的重要仪器，高精度绝对重力仪的自主研制需求和在各领域的应用需求日益提升。直线超声电机是一种新型驱动机构，将之用于高精度绝对重力仪落体驱动控制是绝对重力仪的一种新的驱动方案。传统高精度绝对重

6、力仪利用测量自由落体运动轨迹的方法获得重力加速度g值，其落体仓驱动控制技术影响g值测量的精度及稳定性等参数，成为绝对重力仪研制关键技术之一。传统激光干涉绝对重力仪中对落体驱动控制方式可分为钢带式、凸轮式和波纹管式。这些传统绝对重力仪的落体驱动控制都是将伺服电机的旋转运动通过机械传动机构转化为可控的竖直方向运动，存在运动转化精度、机械结构复杂等特点。直线超声电机(LUSM）的驱动力来源于压电陶瓷，是一种利用压电陶瓷逆压电效应，通过分别施加在两个压电陶瓷块上、频率在超声波频段、两列有相位差和幅度差的电压，是一种能将微观摩擦输出宏观运动的机构。直线超

7、声电机是基于驻波传播、质点作椭圆运动工作的，常见用于精密平台控制等领域，具有具有抗电磁干扰、低速大转矩、直接输出推力、定位精度高、响应速度快、断电自锁、结构简单等特点。由于超声电机的原材料、制造工艺、工作非线性等特点，直线超声电机驱动控制需要高性能的驱动信号。针对绝度重力仪落体仓的工作特性和绝对重力仪对驱动的性能要求，提出将直线超声电机用于驱动控制绝对重力仪落体仓方案。该方案设计并讨论了以CycloneIV系列的FPGA（现场可编程门阵列）芯片为核心、PC控制、采用DDS技术（直接数字频率合成技术）生成两列正弦波，以此作为直线超声电机的驱动信号

8、源。这种方案直接输出直线运动，没有运动转换机构，有利于绝对重力仪的小型化和震动减小。通过逻辑设计和模拟仿真，得到了时序图及数字驱动信号，证明了方案的可