跟踪成像复合轴光学系统设计

空间望远镜的部件振动与相对运动会导致像移,为抑制振动引起的像移,可在光路中加入快速反射镜对像移进行抑制(二级稳像),然而快反镜较小的通光口径与稳像时造成的像旋限制了应用范围。为此,围绕以快反镜实现二级稳像的同轴共光路跟踪成像复合轴光学系统,分析对比反射式与折反式两种同轴无焦系统各自的特点,选择可实现较大扩束比的折反式无焦系统作为复合轴光学系统的前组,以满足光路中快反镜小通光口径的要求。根据像移补偿与像旋产生的机理构建数学模型,使用MATLAB分析仿真快反镜补偿线性像移时,探测器不同位置上像旋对调制传递函数的影响,并根据后组焦距与边缘视场调制传递函数的关系图,选择合适的后组焦距将像旋对调制传递函数的影响降低在合理范围。设计出焦距为9200 mm、快反镜通光口径小于30 mm的复合轴光学系统,并将像旋造成的调制传递函数下降控制在10%内。

空间遥感器大口径反射镜的复合支撑结构

针对空间遥感器反射镜对支撑功能的需求,设计了一种应用于空间领域的大口径反射镜复合支撑结构。该复合支撑结构包括A框加切向拉杆的周边支撑和3组whiffletree结构组成的背部支撑。研究了复合支撑的支撑原理和工程实现。基于功能分配和指标分配的理念设计了复合支撑结构。采用有限元分析的手段对设计结果进行了静力学和动力学仿真验证,然后对实际的支撑系统进行了相关的试验测试。试验结果表明,采用复合支撑的反射镜组件在工作状态下的面形精度优于λ/50(λ=632.8nm),镜体刚体位移小于0.01mm,镜体转角小于2″,质量小于50kg。整个组件模态分布合理,基频为161Hz,远高于设计要求的120Hz。各项仿真和测试结果均表明该复合支撑效果良好,满足空间遥感器对可靠性和稳定性的需求。

红外目标与干扰模拟器光学系统研究

介绍了带有两个干扰的红外目标与干扰模拟器的光学系统 ;它采用两个黑体分别作为红外目标和干扰模拟辐射源 ,通过两个摆镜产生两个不同方向、不同速度和不同时间的干扰。

基于复合混沌加密的虹膜识别安全性研究

为保证虹膜信息在网络传输中的安全,提出Arnold变换与OCML混沌系统相结合,针对虹膜图像的复合混沌加密系统对虹膜信息进行加密.首先,利用Arnold变换置乱并混淆虹膜图像,然后通过镜像算法解决Arnold变换中零点不变性问题,最后对置乱后的虹膜图像通过OCML混沌系统进行加密.实验表明,该算法密钥空间大,统计特性好,密钥敏感性强,加密速度快,平均加密时间70 ms.

线性菲涅尔式聚光系统的镜场布置与优化

单根真空集热管和复合抛物面聚光器(CPC)组成的接收器(单管接收器)对线性菲涅尔式聚光系统的镜场布置有特殊要求。本文根据单管接收器的特点,提出了利用CPC最大接受半角控制镜场高宽比实现镜场无阴影布置的方法。利用几何关系推导了镜场无阴影布置的数学表达式,并给出了数值计算方法。通过算例,将一次反射镜和镜场中心的距离与镜场地面覆盖率相结合对镜场布置进行了优化。研究结果表明:对于CPC最大接受半角为45°、反射镜宽度为380mm、而反射镜列数为21的镜场,当系统无阴影工作时间确定为6h时,相邻一次反射镜间距最大为537mm较为合理,而此时地面覆盖率为73.28%。该方法对于单管接收器线性菲涅尔聚光镜场的布置具有普适性,对线性菲涅尔式聚光系统的设计具有较好的指导意义。

舰载激光武器稳定平台粗精复合控制

为了实现舰载激光武器在复杂作战环境中对目标的精确毁伤,提出一种基于快速反射镜的粗精复合稳定平台,用以控制激光光束的稳定精度。首先,介绍了系统组成及工作原理,设计了压电陶瓷驱动的全柔性精级快速反射镜,并且分析了该快速反射镜的性能特点。然后,设计了粗精复合控制系统,在此基础上探讨了粗精复合稳定平台各组成单元之间的相互影响因素。最后,通过理论计算推导了粗精复合控制系统的误差传递函数,并搭建了实验平台,进行了稳定精度测试实验。实验结果表明:在四级海况摇摆扰动条件下,相较于传统粗级稳定平台,方位复合平台的稳定精度从191. 6μrad提高到6. 7μrad,提高了约27. 6倍,俯仰复合平台的稳定精度从121. 3μrad提高到4. 9μrad,提高了约23. 8倍;在各种外界摇摆扰动下,粗精复合平台对激光光束的稳定控制精度均≤10μrad。满足了舰载激光武器平台对激光光束高精度稳定控制的作战需求。

毫米波/红外成像复合天线

在导弹武器装备中，信号接收系统或红外成像系统，即接收天线是非常重要的．本文对毫米波／红外成像复合天线研制的每个主要环节进行了系统地分析，它包括四部分：光学成像系统、毫米波探测器、光学扫描器和红外探测器．描述了光学成像系统和光学扫描系统的设计方法，光学系统是由两个非球面反射镜所组成，并给出了光学系统设计的各种数据．

复合轴结构的运动关系分析

根据矢量旋转和坐标变换，以及反射镜变换的数学方法，讨论了基本复合轴结构中视线矢量在探测器坐标和基础坐标之间的变换关系。并分析了反射镜作用范围与需要校正的误差的关系，跟踪探测器输出误差信号与物方跟踪误差。

地基大口径望远镜动态目标跟踪中压电式快速反射镜迟滞效应的补偿

为了提高基于压电式快速反射镜的光学系统的动态目标跟踪性能,对迟滞非线性效应带来的影响及其补偿方法进行了研究。首先,基于Prandtl-Ishlinskii(P-I)模型,建立P-I模型与自回归历变模型(Auto-regressive Exogenous Model,ARX)模型串联的率相关迟滞模型。然后,提出了基于P-I的率相关模型复合控制补偿算法。最后,搭建了基于压电式快速反射镜的实验平台,对压电陶瓷的迟滞效应进行了模型辨识,基于其逆模型设计了前馈控制器,同时检验迟滞补偿方法对动态目标跟踪系统的优化作用。实验结果表明:基于P-I的率相关模型适用于动目标跟踪系统,采用复合控制补偿算法后,动态目标跟踪系统的误差抑制带宽提高了26 Hz,有效提高了动态目标跟踪系统的误差抑制能力。

模具表面抛光技术的研究进展

论述了模具表面抛光的重要性,介绍了几种不同抛光方法及每种抛光方法的特点,并从不同方面对几种加工方法做出了比较,指出今后模具抛光的发展方向及重点。

汽车前大灯反射镜大型注塑模具设计

根据汽车前大灯反射镜的结构特点,设计了一副采用侧向抽芯机构、电加热管温度控制系统的大型注塑模具。分析和研究了该模具的成型零件、排气系统、浇注系统、侧向抽芯机构、温度控制系统、导向定位系统和脱模系统。生产实践证明,模具结构先进合理,动作安全可靠。

卫星光轴复合指向控制方法研究

卫星平台搭载光学载荷对空间运动目标进行跟踪指向技术已经成为卫星发展的重点,为了提升卫星光轴的指向范围、跟踪精度和机动性,仅依靠卫星的姿态调整已无法提升卫星光轴的性能。通过对由卫星姿态、星载光电转台和快反镜组成的卫星复合光轴指向系统的分析,需三者协同工作,输出有效叠加,才能有效提升卫星光轴的指向范围、跟踪精度和机动性。对卫星姿态控制系统、星载光电转台控制系统、快反镜控制系统进行研究建模后,确定了三者的作动频带。通过建立辅助PQ单位反馈系统,运用频率响应法设计复合指向控制器,模拟某轨道的卫星与跟踪目标的相对运动轨迹作为仿真模型的输入。仿真数据表明卫星光轴的跟踪指向误差由0.6°下降到了0.05°,证明了复合指向控制律有效提升了卫星光轴的性能。

轻质反射镜的制备方法及应用

总结了国内外轻质反射镜的研究现状,包括玻璃基轻质反射镜、SiC基轻质反射镜、金属基轻质反射镜及复合型轻质反射镜。详细分析和比较了轻质反射镜制备方法的优缺点。针对每种类型轻质反射镜制备方法的研究重点、发展方向和应用前景进行了展望。

探究不同银配合物对银镜反应的影响

为探究配体与银形成不同银配合物对银镜反应的影响,以氨水、乙二胺、硫氰化钾和甲胺为配体,通过利用不同银配合物的稳定常数研究不同温度条件下银镜反应的情况,对银镜形成时间和质量做比较。结果表明,在这4种配体中,以乙二胺为配体形成的银配合物稳定常数较高,且碱性较强,室温条件下能快速形成高质量的银镜,利于课堂上开展银镜反应实验演示教学。

单探测器型复合轴系统设计中的若干问题

针对单探测型复合轴系统设计中存在的控制回路耦合问题,脱靶量解算问题和实时稳定补偿问题,进行了详细分析和推导。首先,给出了系统设计中控制回路耦合的解耦控制方案;其次,推导了探测器获得的脱靶量和快速反射镜(Fast Steering Mirror,FSM)补偿角度之间精确的数学表达式;最后,提出了一种通过实时解算稳定误差,并利用高带宽和高精度的FSM对误差进行高精度补偿的方法。这些方案和表达式可有效地解决设计中的原理性问题和误差解算问题,进而提高系统精度,因此具有相当大的实用性。

一种双极型基本电流镜的改进电路

在低电压、低功耗电流模式信号处理电路设计中 ,电流镜是必不可少的器件。他不仅实现电流信号的复制或倍乘 /倍减 ,极性互补的电流镜还可以实现差动单端电流信号的交换 ,还可提供高输出阻抗以便产生稳定的电流。在本文双极型电流镜的改进电路中 ,通过利用复合管的放大作用 。

空间光学遥感器扫描控制系统设计

研究了正弦波永磁同步电机驱动的空间光学遥感器扫描控制系统。采用复合控制与微分负反馈相结合的控制策略,实现了扫描镜的低速高精度往复运动。分析了扫描镜运动的数学模型,建立了d-q坐标系下的永磁同步电机数学模型;采用id=0矢量控制策略,在MATLAB/SIMULINK环境下搭建了基于空间矢量脉宽调制技术的控制系统仿真模型,设计了电流环、速度环和位置环调节器,给出了仿真结果。实验验证显示:采用复合控制后,仿真得到恒速运行的平均速度误差由1.27%优化到0.92%,扫描镜在恒速扫描过程中稳态平均角速度误差为2.06%,满足扫描镜系统速度精度优于5%的设计要求。理论分析、仿真和实验证明:该控制方法能够较好地改善控制系统的动态特性,具有调节时间短、超调小和动态响应准确等优点。

用立式线胀仪与SPSS标定金属线胀系数

以铜棒为研究对象,对立式线胀仪实验系统进行适当的改进与调试,通过测量原理、不确定度的分析,用SPSS的曲线估计功能分析实验数据,得出系统长度-温度复合量与光杠杆镜面到直尺距离的定标曲线,并验证它们之间存在线性关系,由此标定出铜棒的线胀系数,用置位概率为95%的不确定度对实验数据进行分析与估算,最终得出较为合理的实验结果。

金属基复合材料反射镜研究

复合材料镀镍通过研磨，能成为性能良好的反射镜．

大口径球面镜透过率测量系统控制技术

由于高能激光系统中光学元件对于系统探测距离、毁伤能力以及能量损耗程度等参数都可以通过测量透过率来评估,采用共光路复合位移同步扫描技术,通过逐点扫描的方式实现对大口径元件透过率的测量。通过扫描圆周和径向的复合位移,控制上下机械扫描结构,结合振镜对光路的校准,从而实现全口径快速扫描。实验结果表明,所提方法测得光学元件透过率的测量精度为0.2%,测量口径最大600 mm,测量速度大于500 h^(-1),满足技术指标的要求,实现了对大口径激光元件透过率的高精度测量。