基于磁悬浮式惯性稳定平台的冷原子重力仪主动隔振技术研究

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项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    51905482
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    25.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    E0503.机械动力学
  • 结题年份:
    2022
  • 批准年份:
    2019
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2020-01-01 至2022-12-31

项目摘要

Cold atom gravimeter is a new absolute gravimeter, which has the advantages of high accuracy, good repeatability, strong stability and miniaturization. In order to realize high precision gravity measurement with cold atom gravimeter in complex external environment, active vibration isolation technology is necessary to isolate the interference caused by environmental vibration. In order to solve this problem, a new active vibration isolation technology for cold atom gravimeter based on maglev inertial stabilized platform is proposed in this paper. It is a combination of the magnetic suspension technology with the traditional inertial stabilized platform, which uses magnetic bearings instead of traditional bearings. It compensates low frequency vibration with high accuracy in real time, so as to maintain the attitude stability of the maglev inertial stabilized platform relative to the ground. The main contents include three parts, the first part is the system design and dynamic model establishment of the maglev inertial stabilized platform, the second part is the research on the control strategy of the active vibration isolation method based on the maglev inertial stabilized platform, and the last part is the experimental study of the active vibration isolation method based on the maglev inertial stabilized platform. The maglev inertial stabilized platform can eliminate the adverse effects of shaft friction compared with the traditional inertial stabilized platform. As a result, the stability accuracy and vibration isolation performance of the maglev inertial stabilized platform will be greatly improved, which is extremely important for cold atom gravimeter to realize high-precision gravity measurement in complex external environment,and hence has great value and significance.
冷原子重力仪是一种新型绝对重力仪,具有测量精度高、可重复性好、稳定性强、可以小型化等优点。若要实现其在复杂外部环境下的高精度重力测量,必须采用主动隔振技术隔离环境振动带来的干扰。针对这一问题本课题提出一种基于磁悬浮式惯性稳定平台的主动隔振新技术。该技术将磁悬浮技术与传统惯性稳定平台技术结合,采用磁悬浮轴承代替传统轴承,实现平台对低频振动的高精度实时补偿,使平台姿态相对大地始终保持惯性稳定。本课题的研究内容主要包括:1)磁悬浮式惯性稳定平台系统方案的设计和动力学模型的建立;2)基于磁悬浮式惯性稳定平台的主动隔振控制算法研究;3)基于磁悬浮式惯性稳定平台的主动隔振方法实验研究。相比传统惯性稳定平台,磁悬浮式惯性稳定平台能够消除轴系摩擦力的不利影响,其稳定精度和隔振性能都将得到大幅提升,从而实现冷原子重力仪在复杂外部环境下的高精度重力测量,具有重要研究价值和意义。

结项摘要

冷原子重力仪若要实现其在复杂外部环境下的高精度重力测量,必须依靠基于惯性稳定平台的主动隔振技术来隔离环境振动带来的干扰,因此惯性稳定平台是冷原子重力仪动态测量的关键技术。为了进一步提升惯性稳定平台的精度,本课题提出一种基于磁悬浮式惯性稳定平台的主动隔振新技术。该技术将磁悬浮技术与传统惯性稳定平台技术结合,采用磁悬浮轴承代替传统轴承,实现平台对低频振动的高精度实时补偿,使平台姿态相对大地始终保持惯性稳定。该技术既能对低频、大振幅的振动进行实时补偿,又能消除摩擦力的不利影响提高系统稳定精度。项目主要研究内容包括:1)对磁悬浮轴承控制机理进行研究并建立了磁悬浮轴承控制系统的数学模型;2)完成了磁悬浮式惯性稳定平台控制系统的理论研究;3)完成了磁悬浮式惯性稳定平台整体方案的设计和论证;4)完成了磁悬浮式惯性稳定平台原理样机的研制;5)完成了磁悬浮式惯性稳定平台控制器、磁悬浮轴承驱动器的研制。总之,本课题的研究对于提升基于磁悬浮式惯性稳定平台的主动隔振系统的稳定精度具有重要意义。

项目成果

期刊论文数量(4)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(1)
基于车载原子重力仪的外场绝对重力 快速测绘研究
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
    物 理 学 报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    王凯楠;徐晗;周寅;许云鹏;宋微;汤鸿志;王巧薇;朱栋;翁堪兴;王河林;彭树萍;王肖隆;程冰;李德钊;乔中坤;吴彬;林强
  • 通讯作者:
    林强
基于扩展卡尔曼滤波算法的船载绝对重力测量数据处理
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
    物 理 学 报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    朱栋;徐晗;周寅;吴彬;程冰;王凯楠;陈佩军;高世腾;翁堪兴;王河林;彭树萍;乔中坤;王肖隆;林强
  • 通讯作者:
    林强
All-fiber monostatic pulsed laser Doppler vibrometer: A digital signal processing method to eliminate cochannel interference
全光纤单站脉冲激光多普勒测振仪:消除同道干扰的数字信号处理方法
  • DOI:
    10.1016/j.optlastec.2019.105952
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
    Optics & Laser Technology
  • 影响因子:
    5
  • 作者:
    Shuping Peng;Shisong Wu;Yuanyang Li;Hongkai Chen
  • 通讯作者:
    Hongkai Chen
A Truck-Borne System Based on Cold Atom Gravimeter for Measuring the Absolute Gravity in the Field
基于冷原子重力仪的车载现场绝对重力测量系统
  • DOI:
    10.3390/s22166172
  • 发表时间:
    2022-08-18
  • 期刊:
    Sensors
  • 影响因子:
    3.9
  • 作者:
    Helin Wang;Kainan Wang;Yunpeng Xu;Yituo Tang;Bin Wu;Bing Cheng;Leyuan Wu;Yin Zhou;Kanxing Weng;Dong Zhu;Peijun Chen;Kaijun Zhang;Qiang Lin
  • 通讯作者:
    Qiang Lin

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其他文献

基于1560 nm外腔式激光器的拉曼光锁相技术
  • DOI:
    10.7498/aps.70.20210432
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
    物理学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    王凯楠;程冰;周寅;陈佩军;朱栋;翁堪兴;王河林;彭树萍;王肖隆;吴彬;林强
  • 通讯作者:
    林强
基于冷原子重力仪的绝对重力动态移动测量实验
  • DOI:
    10.7498/aps.71.20211449
  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
    物理学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    程冰;陈佩军;周寅;王凯楠;朱栋;楚立;翁堪兴;王河林;彭树萍;王肖隆;吴彬;林强
  • 通讯作者:
    林强
船载系泊状态下基于原子重力仪的绝对重力测量
  • DOI:
    10.7498/aps.70.20201522
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
    物理学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    程冰;周寅;陈佩军;张凯军;朱栋;王凯楠;翁堪兴;王河林;彭树萍;王肖隆;吴彬;林强
  • 通讯作者:
    林强
基于冷原子重力仪的绝对重力动态移动测量实验研究
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
    Acta Physica Sinica
  • 影响因子:
    1
  • 作者:
    程冰;陈佩军;周寅;王凯楠;朱栋;楚立;翁堪兴;王河林;彭树萍;王肖隆;吴彬;林强
  • 通讯作者:
    林强

其他文献

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课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

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          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
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