[发明专利]一种内稳式电磁悬浮微镜的控制系统

权利要求书

1.一种内稳式电磁悬浮微镜的控制系统，其特征在于，包括信号发生器、前置放大器、锁相放大器、高压放大器、控制电压合成器、移相电路及控制器；信号发生器分别与移相电路、控制电压合成器连接，移相电路与锁相放大器连接；前置放大器包括相连接的I-V转换电路、放大器，I-V转换电路用于采集电磁悬浮微镜的转子角位移信息，放大器经锁相放大器后与控制器的输入端连接；控制器的输出端与高压放大器连接，所输出的控制电压经高压放大器放大、控制电压合成器处理后输入到电磁悬浮微镜的轴向旋转控制极板上，控制转子旋转到指定转角；

所述电磁悬浮微镜的轴向旋转控制电极设有三对，在任意时刻，只对电磁悬浮微镜的一个轴向旋转控制电极对施加电压，另外两个轴向旋转控制电极对的电压为零。

2.根据权利要求1所述的内稳式电磁悬浮微镜的控制系统，其特征在于，所述I-V转换电路与轴向旋转驱动电极连接，用于获取电磁悬浮微镜的转子实际转角，并与转子的旋转参考转角比较以获取误差值，误差值经过控制器处理后获得所述控制电压。

3.根据权利要求1所述的内稳式电磁悬浮微镜的控制系统，其特征在于，所述I-V转换电路的检测电压符合以下公式：

式中：R_f为I-V转换电路的反馈电阻，C为电磁悬浮微镜的公共电极，C_i为电磁悬浮微镜的第i个轴向旋转驱动电极对的电容，s_i为施加在第i个轴向旋转驱动电极对的载波信号，i取1、2、3。

4.根据权利要求1所述的内稳式电磁悬浮微镜的控制系统，其特征在于，所述控制器为DSP或ARM控制器，包括3路A/D转换电路和3路D/A转换电路，通过A/D转换电路将转子角位移信息转换成数字信号后进行处理得出控制量，再通过D/A转换电路输出3路控制电压到相应的轴向旋转控制电极对。

5.根据权利要求1所述的内稳式电磁悬浮微镜的控制系统，其特征在于，所述控制电压合成器采用加法器。

6.根据权利要求1所述的内稳式电磁悬浮微镜的控制系统，其特征在于，所述锁相放大器包括相连接的乘法器和低通滤波电路，乘法器与前置放大器、移相电路连接，低通滤波器与控制器连接。

7.根据权利要求1所述的内稳式电磁悬浮微镜的控制系统，其特征在于，所述信号发生器采用单片机AT89C51作为主控芯片。

8.根据权利要求1所述的内稳式电磁悬浮微镜的控制系统，其特征在于，所述信号发生器还包括两路带通滤波器，其中一路带通滤波器与控制电压合成器连接，另外一路带通滤波器经移相电路与锁相放大器连接。