[发明专利]一种基于运动观测的孤立导体电荷估计方法和系统

权利要求书

1.一种基于运动观测的孤立导体电荷估计方法，其特征在于，包括：

S1.在交流控制算法下的自由度模型中选择对电荷最敏感的自由度的控制电压为研究对象；

S2.采用带通滤波器提取极板对孤立导体产生的静电力矩中包含电荷影响的特定频率项；

S3.采用与包含电荷影响的特定频率项同频率的信号对滤波结果进行解调，使包含电荷影响的特定频率项变为包含电荷的直流项和高频项；

S4.采用低通滤波器对解调结果进行滤波，得到包含电荷的直流项；

S5.对包含电荷的直流项进行反解，得到孤立导体上的电荷值。

2.根据权利要求1所述的一种基于运动观测的孤立导体电荷估计方法，其特征在于，步骤S1具体为，根据控制带宽和对电荷的敏感程度选择自由度模型中对电荷最敏感的一个自由度的控制电压为研究对象。

3.根据权利要求1所述的一种基于运动观测的孤立导体电荷估计方法，其特征在于，所述自由度模型为两自由度、三自由度、四自由度、五自由度或六自由度。

4.根据权利要求1-3任一项所述的一种基于运动观测的孤立导体电荷估计方法，其特征在于，步骤S2中的带通滤波器根据所选择自由度对应的极板上的电压频率设计。

5.一种基于运动观测的孤立导体电荷估计系统，其特征在于，包括：

自由度选择模块，用于在交流控制算法下的自由度模型中选择对电荷最敏感的自由度的控制电压为研究对象；

第一滤波模块，用于采用带通滤波器提取极板对孤立导体产生的静电力矩中包含电荷影响的特定频率项；

解调模块，用于采用与包含电荷影响的特定频率项同频率的信号对滤波结果进行解调，使包含电荷影响的特定频率项变为包含电荷的直流项和高频项；

第二滤波模块，用于采用低通滤波器对解调结果进行滤波，得到包含电荷的直流项；

电荷反解模块，用于对包含电荷的直流项进行反解，得到孤立导体上的电荷值。

6.根据权利要求5所述的一种基于运动观测的孤立导体电荷估计系统，其特征在于，自由度选择模块根据控制带宽和对电荷的敏感程度选择自由度模型中对电荷最敏感的一个自由度的控制电压为研究对象。

7.根据权利要求6所述的一种基于运动观测的孤立导体电荷估计系统，其特征在于，所述自由度模型为两自由度、三自由度、四自由度、五自由度或六自由度。

8.根据权利要求5-7任一项所述的一种基于运动观测的孤立导体电荷估计系统，其特征在于，第一滤波模块采用的带通滤波器根据所选择自由度对应的极板上的电压频率设计。