用于核磁共振陀螺仪磁场系统研究
发布时间：2021-10-23 04:51
核磁共振陀螺仪作为新型陀螺仪的代表,自上个世纪七十年代起获得了蓬勃发展。核磁共振陀螺仪不受机械阻尼的影响,具有高精度,便于小型化的特点,是未来陀螺仪发展的重点方向。核磁共振陀螺仪的原理主要是依托原子拉莫尔进动,把进动的原子自身看作一个转子,通过法拉第旋光检测得到原子的进动频率,解算后最终得到当前陀螺仪壳体的旋转角速度。核磁共振陀螺仪可以分为以下几个部分:充有碱金属、惰性气体和其他缓冲气体的原子气室、激光泵浦相关设备、射频磁场发生装置、光电检测相关装置等等。本文研究的主要工作为核磁共振陀螺仪磁场系统及其磁场生成装置和磁场驱动线圈。论文从工程实践的角度论述了核磁共振陀螺仪闭环反馈控制系统的实现方式。核磁共振陀螺闭环反馈控制系统主要针对的是工程实践中需要解决的一系列测量和标定问题。由于系统对于空间剩磁的要求极高,这里通过比较两种惰性气体的拉莫尔进动频率来对z轴方向上的磁场偏移量进行补偿,在x和y轴方向上则通过信号调理之后的直流分量来对二轴方向上的剩磁进行补偿。磁场生成设备主要是DDS（直接频率发生器）芯片AD9852,通过MCU发出控制字,芯片产生频率波形,后续经过信号调理和功率放大后,驱动...
【文章来源】：上海交通大学上海市 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：76 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
NorthropGrumman公司各个阶段陀螺仪Fig.1-1NMRGofNorthropGrummanindifferentphase
图 1- 2 普林斯顿大学核磁共振陀螺仪样机Fig.1-2 NMRG protype of Princeton University.2.2 国内研究现状国内的相关研究虽然起步较晚，但也有了阶段性的成果，许多单位都参研究中来。其中较为突出的是北京航空航天大学和北京自动化控制设备家单位。北京航空航天大学的房建成院士团队在 2008 就开始了 SERF（换弛豫 spin exchange relaxation free）原子自旋陀螺仪的研制工作并在 20了原子自旋陀螺的原理样机[16]。在 2016 年，基于 K-Rb-21Ne 的核磁共振经能够进行双轴的角速度测量[17]。与北京航空航天大学颇有渊源的北京制设备研究所在 2013 年完成了核磁共振陀螺仪的样机试制，并于次年在的微型化制备上取得进展，该单位于 2016 年完成了系统小型化样机试制偏稳定性低于 1o/h,随机游走低于 0.2o/h[18]。
图 1- 2 普林斯顿大学核磁共振陀螺仪样机Fig.1-2 NMRG protype of Princeton University研究现状相关研究虽然起步较晚，但也有了阶段性的成果，许多来。其中较为突出的是北京航空航天大学和北京自动化北京航空航天大学的房建成院士团队在 2008 就开始了spin exchange relaxation free）原子自旋陀螺仪的研制工作旋陀螺的原理样机[16]。在 2016 年，基于 K-Rb-21Ne 的行双轴的角速度测量[17]。与北京航空航天大学颇有渊究所在 2013 年完成了核磁共振陀螺仪的样机试制，并制备上取得进展，该单位于 2016 年完成了系统小型化低于 1o/h,随机游走低于 0.2o/h[18]。
【参考文献】：
期刊论文
[1]核磁共振陀螺技术发展展望[J]. 万双爱,孙晓光,郑辛,秦杰. 导航定位与授时. 2017(01)
[2]核磁共振陀螺用高均匀磁场线圈设计方法[J]. 王春娥,秦杰. 导航定位与授时. 2017(01)
[3]原子陀螺基本概念及发展趋势分析[J]. 严吉中,李攀,刘元正. 压电与声光. 2015(05)
[4]基于法拉第旋转检测的铷原子磁力仪研究[J]. 丁志超,李莹颖,汪之国,杨开勇,袁杰. 中国激光. 2015(04)
[5]3D打印技术的发展及其软件实现[J]. 史玉升,张李超,白宇,赵祖烨. 中国科学:信息科学. 2015(02)
[6]核磁共振微陀螺的现状与发展[J]. 李攀,刘元正,王继良. 微纳电子技术. 2012(12)
[7]脉冲磁场发生器中用Braunbeck线圈的分析[J]. 蒋春,米彦,姚陈果,李成祥,周龙翔,何彦谆. 高电压技术. 2012(05)
[8]导航级微型核磁共振陀螺仪技术综述[J]. 龚云鹏,高雁翎. 现代防御技术. 2012(02)
博士论文
[1]基于核磁共振体系的若干量子算法的实验验证以及多比特实验技术研究[D]. 潘健.中国科学技术大学 2017
[2]全光铯原子磁力仪系统设计[D]. 刘强.哈尔滨工程大学 2012
硕士论文
[1]核磁共振陀螺仪的优化设计[D]. 张大伟.华东师范大学 2016
[2]基于Ansoft Maxwell的计算电容的新型电补偿电极的仿真研究[D]. 张艳丽.青岛大学 2015
[3]磁屏蔽技术的仿真研究[D]. 周辉.湖南大学 2014
[4]基于三轴方形亥姆霍兹线圈的有源磁场标定系统研究[D]. 刘汉阔.北京工业大学 2013
[5]原子干涉测量中DDS信号源的研制[D]. 张巧珍.华中科技大学 2012
[6]磁共振成像仪器相关研究[D]. 朱岩.华东师范大学 2012
[7]基于DDS技术信号发生器的研究与设计[D]. 孙素平.哈尔滨工业大学 2010
本文编号：3452502
【文章来源】：上海交通大学上海市 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：76 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
NorthropGrumman公司各个阶段陀螺仪Fig.1-1NMRGofNorthropGrummanindifferentphase
图 1- 2 普林斯顿大学核磁共振陀螺仪样机Fig.1-2 NMRG protype of Princeton University.2.2 国内研究现状国内的相关研究虽然起步较晚，但也有了阶段性的成果，许多单位都参研究中来。其中较为突出的是北京航空航天大学和北京自动化控制设备家单位。北京航空航天大学的房建成院士团队在 2008 就开始了 SERF（换弛豫 spin exchange relaxation free）原子自旋陀螺仪的研制工作并在 20了原子自旋陀螺的原理样机[16]。在 2016 年，基于 K-Rb-21Ne 的核磁共振经能够进行双轴的角速度测量[17]。与北京航空航天大学颇有渊源的北京制设备研究所在 2013 年完成了核磁共振陀螺仪的样机试制，并于次年在的微型化制备上取得进展，该单位于 2016 年完成了系统小型化样机试制偏稳定性低于 1o/h,随机游走低于 0.2o/h[18]。
图 1- 2 普林斯顿大学核磁共振陀螺仪样机Fig.1-2 NMRG protype of Princeton University研究现状相关研究虽然起步较晚，但也有了阶段性的成果，许多来。其中较为突出的是北京航空航天大学和北京自动化北京航空航天大学的房建成院士团队在 2008 就开始了spin exchange relaxation free）原子自旋陀螺仪的研制工作旋陀螺的原理样机[16]。在 2016 年，基于 K-Rb-21Ne 的行双轴的角速度测量[17]。与北京航空航天大学颇有渊究所在 2013 年完成了核磁共振陀螺仪的样机试制，并制备上取得进展，该单位于 2016 年完成了系统小型化低于 1o/h,随机游走低于 0.2o/h[18]。
【参考文献】：
期刊论文
[1]核磁共振陀螺技术发展展望[J]. 万双爱,孙晓光,郑辛,秦杰. 导航定位与授时. 2017(01)
[2]核磁共振陀螺用高均匀磁场线圈设计方法[J]. 王春娥,秦杰. 导航定位与授时. 2017(01)
[3]原子陀螺基本概念及发展趋势分析[J]. 严吉中,李攀,刘元正. 压电与声光. 2015(05)
[4]基于法拉第旋转检测的铷原子磁力仪研究[J]. 丁志超,李莹颖,汪之国,杨开勇,袁杰. 中国激光. 2015(04)
[5]3D打印技术的发展及其软件实现[J]. 史玉升,张李超,白宇,赵祖烨. 中国科学:信息科学. 2015(02)
[6]核磁共振微陀螺的现状与发展[J]. 李攀,刘元正,王继良. 微纳电子技术. 2012(12)
[7]脉冲磁场发生器中用Braunbeck线圈的分析[J]. 蒋春,米彦,姚陈果,李成祥,周龙翔,何彦谆. 高电压技术. 2012(05)
[8]导航级微型核磁共振陀螺仪技术综述[J]. 龚云鹏,高雁翎. 现代防御技术. 2012(02)
博士论文
[1]基于核磁共振体系的若干量子算法的实验验证以及多比特实验技术研究[D]. 潘健.中国科学技术大学 2017
[2]全光铯原子磁力仪系统设计[D]. 刘强.哈尔滨工程大学 2012
硕士论文
[1]核磁共振陀螺仪的优化设计[D]. 张大伟.华东师范大学 2016
[2]基于Ansoft Maxwell的计算电容的新型电补偿电极的仿真研究[D]. 张艳丽.青岛大学 2015
[3]磁屏蔽技术的仿真研究[D]. 周辉.湖南大学 2014
[4]基于三轴方形亥姆霍兹线圈的有源磁场标定系统研究[D]. 刘汉阔.北京工业大学 2013
[5]原子干涉测量中DDS信号源的研制[D]. 张巧珍.华中科技大学 2012
[6]磁共振成像仪器相关研究[D]. 朱岩.华东师范大学 2012
[7]基于DDS技术信号发生器的研究与设计[D]. 孙素平.哈尔滨工业大学 2010
本文编号：3452502
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