MEMS微推进技术的研究

空间推进器是卫星的姿态控制及轨道的修正、保持和机动的重要执行元件．随着小卫星、微卫星、纳卫星、皮卫星和星座及编队飞行技术的出现，对空间推进技术提出了更高的要求．在综述国内外微推进技术的基础上，着重介绍研制的微型数字式MEMS阵列推进器的总体结构设计、推进剂的选择与性能研究、推进阵列的MEMS加工和封装工艺研究等。     

响应面法优化微波辅助萃取柠檬皮中果胶的研究

该文以离子液体[BMIM]Cl(氯化1-丁基-3-甲基咪唑)水溶液为萃取剂,采用微波辅助萃取技术提取柠檬皮中的果胶,系统考察了[BMIM]Cl浓度、萃取温度、萃取时间和萃取溶剂体积等因素的影响,并通过响应面法对提取工艺进行了优化,得出最佳工艺条件为[BMIM]Cl浓度1.0 mol/L,萃取温度88℃,萃取时间9.6 min,每克干柠檬皮用萃取溶剂22.7 mL,在该条件下,果胶的提取率为24.68%,与拟合的二次回归模型预测值基本相符。     

磁性壳聚糖微球的制备及其应用研究

磁性壳聚糖微球具有成本低、无毒、无味、耐碱、耐腐蚀、易降解及易回收等特点,广泛应用于多个领域.该文综述了磁性壳聚糖微球的制备方法和工艺特点,阐述了其在固定化酶、蛋白质和外源凝集素的分离与提纯、细胞分离、释药与靶向作用、废水处理等方面的应用进展,对磁性壳聚糖研究发展方向提出了建议.     

微动量轮高精度滑模变结构控制

基于滑模变结构算法研究了小卫星微动量轮的精确控制。在系统整体控制框架的基础上,对微动量轮动力学模型进行了分析;结合理想模型引入纹波电压、摩擦系数不确定性、扰动力矩等干扰因素,完善了微动量轮动力学模型。设计了等效滑模变结构控制算法,并对控制率参数进行了仿真优化。通过MATLAB仿真,对比分析了滑模变结构控制和常规PI控制在转速控制和力矩控制两种模式下的特性。最后,实验设计了微动量轮样机。仿真结果表明:基于滑模变结构控制的微动量轮转速控制精度达到±0.5r/min,从0加速到2 000r/min的时间为18s,均明显优于PI控制。实验结果表明:利用滑模变结构控制的微动量轮转速控制精度达到±0.9r/min,从0加速到2 000r/min的时间为26s。上述结果显示:利用滑模变结构控制算法可以有效克服微动量轮控制中的干扰因素,提高转速控制精度和输出力矩稳定度,缩短转速变化响应时间。     

分布式遥感编队多星协同观测中的姿态控制

针对分布式遥感编队中的协同观测问题,本文开展了多星协同姿态控制研究。首先建立了参考航天器由对日定向到对目标凝视观测的期望姿态,设计了基于姿态、角速度偏差的比例-微分（PD）控制器,证明了闭环系统的李雅普诺夫稳定性。在此基础上,进一步建立了伴飞航天器的期望姿态,为使目标在不同航天器像平面上成像位置匹配,以伴飞航天器、参考航天器的姿态之差为基础设计了伴飞航天器的PD控制器,证明了系统的稳定性。最后,将理论结果进行了仿真验证,结果显示伴飞航天器、参考航天器姿态控制误差小于0.01°,精度满足分布式遥感多星协同观测的任务需求。     

MEMS微型双稳态电磁继电器的设计

本文利用通电平面螺旋线圈产生磁场特点,采用镜像绕制以及并联连接双线圈的方法,研制了一种快速低功耗MEMS微型双稳态继电器结构,其尺寸约为3mm*4.5mm*1.5mm,文中着重分析其工作原理和过程.经过分析,该继电器在通电电流80～120mA时,开关时间约在0.1ms～0.2ms之间,因此,其具有体积小、开关速度快、低功耗等优点,并且易于集成和阵列,适用于能源有限并且可靠性要求高的微型航天器以及便携设备中.     

应用于无线传感器节点的微小型复合能源收集系统(英文)

设计并实现了一种可应用于无线传感器节点的复合能源系统样机,基于一种无线地磁交通流传感器,提出了本文的设计目标.选择太阳能、风能、应变能作为系统的能量源.根据这3种不同能量源的特性,对能量管理模块与能量储存模块进行了针对性设计,最后实现并测试了样机.实验结果表明,该样机可连续35 h在3.55 V电压下输出50mW的电能.     

HA—SBR工艺及其在啤酒厂废水处理中的应用

SBR（序批式活性污泥法）和HA—SBR（水解酸化一序批式活性污泥法）与普通活性污泥法相比,具有不产生污泥膨胀、处理效率高、运行可靠、耐冲击强等优点,备受人们关注。论文对SBR和HA—SBR法工作原理、工艺特点及主要影响因素进行了阐述,综述了两种工艺在啤酒废水处理中的应用进展,并展望了其发展前景。     

磁性交联壳聚糖的制备及其对钍(Ⅳ)的吸附研究

以戊二醛为交联剂,将壳聚糖包裹在Fe3O4磁子表面制成磁性壳聚糖(MC)。考察了MC对钍的最佳吸附时间、最佳pH和初始浓度。结果表明:MC对钍有很好的吸附性能,最佳pH为5,浓度为60μg/mL时MC对钍的吸附在7 h达到平衡,吸附量达49.60 mg/g,去除率达90%以上。利用拟一级反应动力学模型和拟二级反应动力学模型对实验数据进行拟合,并分别采用Freundlich模型和Langmuir模型对吸附等温线进行拟合。     

基于MEMS光线引入器的太阳敏感器技术

太阳敏感器是卫星等航天器上的重要姿态测量部件,其原理是测量太阳光线和敏感器本体主轴的夹角,近而确定卫星的指向.随着MEMS技术和高精度图像传感器技术的发展,将MEMS光线引入器阵列和APS(Active Pixel Sensor)图像传感器技术进行组合,在不增加系统的质量和功耗的情况下通过多个成像阵列来降低系统的随机误差,提高成像中心位置的准确性,从而将太阳敏感器的测量精度提高一个量级.同时采用图像预测提取相关算法(Future Extraction and Image Corre-lation-FEIC),提高了系统的鲁棒性,在部分小孔受到堵塞等干扰情况下,依然保证系统正常工作,精度上基本上不受影响.传统的太阳敏感器一般采用单孔式光线引入器和CCD等方案来实现的,精度比较低.这种新设计思路和实现方法为太阳敏感器系统的可靠性提供了重要保障.