车载惯性平台稳定位置解算算法

根据船摇位置自稳定的思想,提出了基于坐标转换的惯性平台位置稳定解算算法。该算法通过坐标变换实时解算出惯性平台相对载体的位置值并将其作为位置稳定控制的位置环输入,从而有效隔离载体对平台位置的干扰,实现平台的稳定。实验结果表明:平台的外框架稳定精度为0.1 mrad,内框架稳定精度为0.3 mrad,满足了指标1 mrad的要求。该算法有效地解决了车载惯性平台的稳定性问题,提高了整个稳定系统的性价比。

水平式经纬仪静态指向修正模型的比较与改进

为了对跟踪高轨目标无跟踪盲区的水平式经纬仪的指向进行修正,对经纬仪指向修正模型进行了理论分析和实验研究。介绍了球谐函数、支架、水平式3种指向修正模型,并对水平式模型做了修改。利用实测恒星数据进行matlab回归对比分析,最后采用内符合和外符合两种方法对3种模型的回归精度进行符合对比,得出了适合水平式经纬仪指向修正的模型。应用该水平式修正模型对某型水平式经纬仪的实际指向进行了修正,实验结果表明,其经轴L修正精度为0.4672″,纬轴B修正精度为0.4227″。对3种模型回归精度的对比分析显示,用支架和水平式模型修正水平式光电经纬仪指向精度时,效果均远优于球谐函数模型,支架模型略优于水平式模型,从而得出球谐函数模型不适合修正水平式经纬仪指向的结论。

车载动平台位置干扰的传递解算

在研究平台稳定原理的基础上,结合工程结构配置特点,提出了平台稳定位置干扰值的传递解算算法。该算法首先在稳定平台上安装一个中间惯导,然后建立中间惯导与稳定平台的一致性关系;接着根据实测数据建立车载惯导和中间惯导的关系转换矩阵,通过转换矩阵和车载惯导即可求出中间惯导的值。最后由此构建一个"虚拟惯导"代替中间惯导,该"虚拟惯导"的值就是稳定平台的位置干扰值。实验结果表明:该算法具有较高的解算精度,误差最大值为0.056 1°。该算法在不调整车载惯导状态的基础上,利用现成的车载惯导实现了平台的稳定性,既提高了工作效率,又提高了性价比。目前,该算法已成功应用于车载动平台的稳定中。

基于CPLD的全数字测速法

首先从理论上分析了变M/T (M为在检测时间内的脉冲数 ,T为检测周期 )法测速的工作原理 ,同时 ,用MAX90 0 0系列在系统可编程逻辑器件EPM932 0实现了变M/T数字测速。运行结果表明所设计的电路完全满足伺服系统的调速范围和低速测量精度的要求。

水平式经纬仪坐标转换的研究与应用

为了跟踪测量高轨目标,设计了水平式结构的经纬仪.为了与地平式经纬仪联系紧密,在进行坐标转换时采用了船摇坐标转换公式.同时利用几何关系推导了其它两种坐标转换公式,利用Matlab进行了仿真对比,证明了三种坐标转换的正确性和一致性.并且在系统中都得到了实际应用,在应用中证明了三种坐标转换精度的一致性.本文为水平式经纬仪应用的坐标转换提供了可靠的公式,对其它水平式经纬仪工程应用有很好的借鉴价值.

新型高精度激光脉冲编码的实现

激光脉冲编码是半主动激光制导武器采用的一种抗干扰措施。为了提高干扰能力,提出了精确编码、变间隔编码和变脉冲编码等各种高精度复杂的脉冲编码算法。该脉冲编码算法的实现充分利用了TI公司的TMS320F2812的32位CPU定时器0,通过接口电路调制激光器输出同步编码脉冲。该激光脉冲编码控制器结构简单,脉冲编码形式复杂多样,同步精度高。该脉冲编码算法及其编码控制器已应用于仿真实验系统项目中,满足了仿真实验系统项目激光脉冲精度0.1μs和同步精度0.1μs的设计要求。仿真实验项目证明:通过该脉冲编码控制器调制的激光脉冲复杂多样、我方容易解码而敌方难以识别、具有较强的抗有源欺骗干扰能力。

电力线载波智能抄表系统

介绍一种集中智能抄表系统,本系统是将电、水、气的测控部分集中到一起,通过电力线载波把数据传送给物业管理部门,物业管理部门设有接收装置和高级管理软件。本系统采用了扩频通信技术,具有抗干扰,抗噪声,保密性好等优点。该技术对低压载波抄表技术的发展起到了推进作用。

状态最优估计融合算法在伺服系统中的应用

针对如何提高伺服系统多传感器测量数据的可信度,提出了一种状态最优估计融合算法。该算法依据Bayes后验估计理论,把求n个测量数据的状态最优估计转化为求出满足Y(需要测量的状态值)的最大后验概率maxP(Y|E)的估计值Y(E?)的问题,求得多传感器对同一目标的状态测量值的最优值,来提提高伺服测量数据的可信度。该算法应用到具有三种传感器的伺服系统中,实验结果证明,系统能持久稳定、高精度地跟踪运动目标,大大提高了系统的稳定性。

电影经纬仪外转台随动系统的改造

针对电影经纬仪外转台随动系统存在的问题,提出了一种采用复合控制、全数字 PID 控制和 CPLD 技术相结合来对其进行改造的方法。引入方位速度构成外转台复合控制提高随动精度,以全数字 PID 控制提高外转台的跟踪性能,采用先进的 CPLD 技术提高随动系统偏差输入量的精度。结果表明:改造后外转台系统的随动精度为±1.25mm,比改造前提高了±1.75mm,并且能以0.01o/s 的速度平稳随动方位,跟踪目标。

基于CPLD的单极模式PWM波形产生电路的实现及其应用

本文根据PWM波形的产生原理,设计和实现了一种由CPLD实现的单极模式PWM脉宽调制电路。它的各功能模块均由VHDL语言实现,具有灵活、实用、开关频率可调、现场可编程等优点。现已应用于我所的PWM直流伺服系统中,实践表明,该电路控制精度高,能方便地与数字控制器和模拟控制器连接,直接用于直流电机控制,具有较高的性价比。

激光发射系统快速反射镜的光线反射过程

为了精确控制光电跟踪复合轴系统的快速反射镜,研究了快速反射镜的反射过程。推导出了快速反射镜镜子转动角度和反射光线转动角度之间的关系,描述了快速反射镜系统的控制方法和软件实现。以推导出的快速反射镜镜子转动角度和反射光线转动角度之间的关系为理论依据,建立了快速反射镜伺服控制系统,对快速反射镜系统进行了锁零实验和跟踪实验,并与母轴系统进行了对比。实验结果显示:快速反射镜在锁零时稳态精度小于1″,且响应快速;在跟踪时系统方位跟踪误差均方根为3.6″,俯仰跟踪误差均方根为8.7″,满足光电跟踪系统对跟踪速度和瞄准精度的要求。得到的结果表明,基于快速反射镜反射过程理论建立的快速反射镜伺服系统提高了激光发射系统的跟踪精度和响应速度。

音圈电机驱动的球面副支撑式快速控制反射镜设计

为了精确控制光束的传输方向,设计了一种以直线式音圈电机为驱动器的球面副支撑式快速控制反射镜(FSM)。在明确所需FSM系统功能和设计要求的基础上,分别对其机械结构、平面反射镜、驱动元件以及角度测量元件进行了设计和选择。完成精密加工、装配、调试后,对FSM系统进行了实验测试分析。结果表明,该球面副刚性支撑式FSM系统结构简单,承载能力强,谐振频率约为120Hz,反射镜稳定精度优于2″,且对振动、冲击、回转等动态工作环境具有较强的适应性,满足系统使用要求。

机载武器制导系统研究

对机载制导武器进行了阐述,介绍了机载制导武器的系统,论述了机载武器制导系统的使用特点及局限性,并对其主要技术性能和关键技术进行了分析。

高精度动载体激光发射系统光束控制反射镜

设计了一种适于车载等运动环境下的快速控制反射镜,用于在具有振动和冲击的工作环境下控制激光发射系统的激光光束稳定及其精确校准。根据某光学系统的性能指标要求,阐述了用于高能激光的平面反射镜的物理性能以及控制反射镜负载应有的机械特性。采用大行程的音圈电机作为控制反射镜的驱动器,并设计了精度高、抗干扰能力强的角位移测量装置作为控制反射镜的位置传感器。对所采用的4个音圈电机和4个角位移测量装置进行了合理布局,既降低了系统的转动惯量又提高了系统的可靠性和环境适应性。实验结果表明:该快速控制反射镜的定位精度优于1.4″,满足高能激光发射系统对控制反射镜的精度要求。

新型快速反射镜伺服系统设计

为了满足光电跟踪系统高精度跟踪的要求,针对一种新型内外框架式快速反射镜进行了详细的伺服系统设计。首先,对新型快速反射镜进行了数学建模,采用速度环与位置环相结合的双闭环控制方法,对位置校正环节和速度校正环节进行了参数设计。其次,以DSP为实现平台,详细阐述了快速反射镜伺服系统的硬件组成。再次,对快速反射镜伺服系统的工作模式和软件工作流程进行了详细说明。最后,为了验证快速反射镜伺服系统的性能,进行了锁零实验和跟踪实验。实验结果表明:快速反射镜锁零时响应快速且稳态误差小于0.3″,跟踪时跟踪误差均方根小于7″。新型快速反射镜伺服系统能够满足光电跟踪系统对快速反射镜的快速性和高精度要求。

基于梯度图的快速POCS超分辨率复原算法研究

随着红外成像相关产业的兴起,红外成像技术具有的隐蔽性好、探测范围广、定位精度高、穿透距离远,以及轻质小巧、低耗可靠等优点备受青睐,已成为当前智能化光电探测发展的主流方向。然而,红外弱小目标的图像细节特征少、信噪比低等特点成为红外图像应用的瓶颈,如何提高红外弱小目标成像效果成为目前的研究热点。POCS算法是目前超分辨率复原中应用非常广泛的一种复原算法,但是该算法运算量大,处理时间较长,同时对图像的边缘细节保留能力较差。针对POCS超分辨率复原算法迭代时间较长,无法满足光电探测系统实时性的问题,提出了基于梯度图的快速POCS超分辨率复原算法(GPOCS)。该算法根据图像的梯度分布对图像中的像素点进行分类,采用不同的迭代系数进行计算。改进算法能够较好的保留边缘信息并抑制噪声,进而在保证超分辨率复原性能的基础上大大缩短了运算时间。实验结果表明:GPOCS算法复原结果在背景处噪声得到一定的抑制,整体复原能力优于传统的POCS复原方法。该算法能够有效地保留边缘细节,同时处理时间小于传统的POCS复原方法,减少了1个数量级已经是接近实时。GPOCS算法能够自适应的选取迭代步长,较好的保留边缘信息并抑制噪声,进而在保证超分辨率复原性能的基础上大大缩短了运算时间,虽然不能满足实时性的要求,但是也已经是接近实时。

防空反导高能激光武器

概述了防空反导高能激光武器的技术现状,包括地基防空反导激光武器系统和机载激光制导防空反导激光武器系统的组成、技术难点及发展趋势。介绍了天基和空基激光反导武器系统的组成及功能,并对其主要技术性能和关键技术进行了分析。

车载光电跟踪系统跟踪转台的初始标定

提出了基于坐标变换的目标跟踪转台初始标定方法,用于提高车载光电跟踪系统的跟踪精度。首先,运用坐标变换理论,建立了转台精标定的数学模型,求解了转台标定的变换矩阵;然后,根据转台标定的实际需要,通过合理地分析和近似,推导了一种转台的粗标定方案;最后,将粗标定与精标定方法相结合对跟踪转台进行初始标定实验。实验结果表明,该标定方法提高了初始标定的效率,对大于等于10km的远距离目标,精标定之后的转台跟踪误差小于0.1°,完全满足车载光电跟踪系统的精度要求。该标定方法已在一批车载光电跟踪系统中得到了成功应用。

离散萤火虫算法的复杂装备测试点优化选择

测试点优化选择是复杂装备测试性设计的重要环节,本文提出一种用于解决测试点优化选择问题的离散萤火虫算法(DFA)。首先建立了测试点优化选择问题的数学模型,接着对传统的萤火虫算法(FA)进行了离散化改进,给出了离散化萤火虫算法的实施步骤,并分析了不同的吸引度函数和二值化函数(sigmoid和tanh函数)对算法结果的影响。最后针对5个不同规模的实际系统验证了离散萤火虫算法的有效性,并与粒子群算法(PSO)和遗传算法(GA)等传统的元启发式搜索算法的计算性能进行了比较分析。结果显示:在满足系统要求的故障检测率和故障隔离率的前提下,利用本文提出的离散萤火虫算法得到的5个系统测试代价最优值分别比PSO算法和GA算法平均降低了10.1%和14.6%。实验结果表明:离散萤火虫算法能快速收敛到更高质量的全局最优解,避免过早收敛而陷入局部最优值,对于解决大型复杂装备的测试点优化选择问题具有很好的应用前景。

用于三轴转台的卫星跟踪策略

针对纬轴工作范围为±20°的三轴跟踪架结构不能跟踪半球空域内所有卫星的问题,本文研究了卫星跟踪原理,结合纬轴受限的三轴结构特点,推导出了三轴之间关系的公式,并由此仿真得出了STTA卫星跟踪策略算法。跟踪仰角70°以上的卫星时,采用方位轴定位式水平式跟踪,这种跟踪方式既利用了水平式结构保精度跟踪天顶附近目标的优势,又克服了地平式结构有天顶跟踪盲区问题;跟踪仰角70°以下的卫星时,采用方位轴随动式水平式跟踪,这种跟踪方式使地平式跟踪方式和水平式跟踪方式有机地结合起来,实现优势互补,达到了更为理想的跟踪效果。该跟踪策略不仅解决了三轴转台纬轴工作范围受限问题,而且能够捕获跟踪半球空域内所有卫星,并保证卫星全程在保精度跟踪范围内。最后设计了实验,证明了该跟踪策略算法的有效性和可行性。