近声场悬浮式球转子陀螺的驱动与姿态感知机理研究

项目名称： 近声场悬浮式球转子陀螺的驱动与姿态感知机理研究

项目编号： No.11174149

项目类型： 面上项目

立项/批准年度： 2012

项目学科： 数理科学和化学

项目作者： 陈超

作者单位： 南京航空航天大学

项目金额： 74万元

中文摘要： 针对航天、航空和航海等领域对高精度姿态测量的广泛需求，研究利用近声场来实现驱动的悬浮式陀螺及其姿态自敏感机理，在此基础上探索一种集驱动与传感一体、结构紧凑且兼顾成本的姿态敏感技术。项目立足于材料、结构及系统的功能三个层面来进行，探索高性能功能材料直接构成振动结构以诱发高强度、稳定和可控行波声场的方法，研究所涉及的非线性声学、振动学、功能材料驱动以及多场耦合等问题，揭示近声场悬浮和驱动陀螺球转子的运行机理，探索球形定/转子间声场的分布规律及其与边界条件之间的因果联系，解析定/转子相对姿态与谐振声场扰动、功能材料反馈信号的数理关系并开展参数化分析，确定分布式激励和反馈单元的设计原则，最终试制出样机系统对原理和功能进行验证。总结、提炼具有姿态自敏感功能的近声场悬浮式陀螺的设计理论和方法，一方面促进压电精密驱动技术、声学技术与惯性技术的交叉发展，同时为高精度、低成本导航和惯性仪表提供新的研究方向。

中文关键词： 压电；振动；近声场；悬浮；自敏感

英文摘要：

英文关键词： piezoelectric；vibration；near-field acoustics；levitation；self-sensitivity