[发明专利]一种静电悬浮式天基超静平台系统

摘要

本发明一种静电悬浮式天基超静平台系统包括宁静参考系统、载荷平台、星上电极腔、电容检测电路、数字控制系统、驱动电路以及微推进器；宁静参考系统通过真空腔体底座与载荷平台固结为一个整体；星上电极腔固定在卫星本体上；载荷平台悬浮于星上电极腔内，可被星上电极腔上通过静电力驱动，跟踪参考质量块运动；电容检测电路可获取载荷平台在星上电极腔内的相对位置；数字控制系统产生静电力和微推进器的控制信号；驱动电路将静电力加载到星上电极腔上驱动载荷平台跟踪参考质量块，实现第一级无拖曳控制；微推进器驱动卫星本体及星上电极腔跟踪载荷平台，实现第二级无拖曳。本发明结构简单、驱动力精确可控、低刚度甚至零刚度耦合，对高低频段的微振动均可有效抑制。

主权项

一种静电悬浮式天基超静平台系统，其特征在于包括：宁静参考系统、载荷平台、星上电极腔、电容检测电路、数字控制系统、驱动电路以及微推进器；其中：宁静参考系统又包括参考质量块、真空腔、真空腔底座、位移传感器；宁静参考系统通过真空腔体底座与载荷平台固结为一个整体；参考质量块无机械连接地悬浮在真空腔内，作为宁静参考源运行于纯地球引力轨道上；位移传感器检测参考质量块在真空腔内的相对位移，并将检测得到的信号输出给数字控制系统；星上电极腔固定在卫星本体上，其内壁铺覆有十二块电极，与载荷平台上的电极形成电容对；载荷平台悬浮于星上电极腔内，用于安装宁静参考系统以及搭载超精密仪器；载荷平台外表面铺覆有十二块电极，可被星上电极腔上的电极通过静电力实现六自由度驱动，使其跟踪参考质量块运动，构成第一级无拖曳；电容检测电路根据电容与电极间隙的物理关系，通过检测电容可获取载荷平台在星上电极腔内的相对位置，并将检测得到的信号输出给数字控制系统；数字控制系统根据位移传感器和电容检测电路的输出，经控制算法处理后产生静电驱动力和微推进器的控制信号；驱动电路将数字控制系统产生的静电力控制信号放大，并加载到星上电极腔的电极上，形成静电力，驱动载荷平台跟踪参考质量块，维持参考质量块在真空腔中的相对位置不变，实现载荷平台的第一级无拖曳控制；微推进器可对卫星本体实现六自由度驱动，根据数字控制系统的微推进器控制信号产生微推力，驱动卫星本体及星上电极腔跟踪载荷平台，实现卫星本体的第二级无拖曳。