激光制导武器目标光斑大小半实物仿真研究

针对激光制导武器半实物仿真中的光斑大小仿真需求,通过对激光导引头的工作原理进行分析,本文建立了实验室环境下的目标光斑位置和大小变化的仿真模型;根据相似性原理,提出了采用光学扩束系统来控制光斑大小的变化,从而模拟真实环境下激光导引头所敏感到的目标光斑大小实时变化;基于模型进行了激光半主动炸弹光斑大小仿真实验。实验结果表明,目标光斑大小仿真模型是正确的,仿真方法是切实可行的,满足了激光制导武器半实物仿真的要求。

激光制导武器半实物仿真光束变换与控制

根据相似性原理,分析了激光制导武器半实物仿真中激光指示目标的动态特性模拟要求,提出了偏振方式实现光斑能量的连续变化,望远光学系统实现光斑尺寸连续变化的技术方案。测试结果表明,光斑能量动态调节范围大于104倍、动态调节误差小于5%,光斑尺寸动态调节范围不小于20倍、动态调节误差小于10%,能够满足激光制导武器半实物仿真的要求。

双端热透镜Z型固体激光腔图解分析

采用传播圆图解方法研究了具有双端热透镜的Z型折叠固体激光腔的工作特性,得到了谐振腔各腔臂中的光模参数bt1,bt2,b2及光斑尺寸wt1,wt2,w2随激光介质的热动力参数1/tf1及1/tf2的变化关系;结果表明通过合理选择参数可对腔的热稳定范围及基模光斑尺进行调控,其关键参数是对称的第1、3臂的长度l01+1f(或l02+f2),其值越小,腔的热稳定区越宽,同时激光晶体处的基模光斑越小。第2臂中的参数δ对热稳区宽度没有明显影响,但δ值越大,对应的光斑半径wt1及wt2也越大。

激光目标模拟系统光斑尺度控制单元研究

针对制导弹药激光目标模拟系统中对光斑尺度控制的需求进行研究。根据系统对光斑张角的变化范围、变化最大速率和控制精度的设计指标要求,对光斑尺度控制系统进行数学建模,给出了力矩电机与平台负载的传递函数,并利用ELMO驱动控制器、直流力矩电机构成单向有限角位置伺服控制,内部实现电流反馈、速度反馈和位置反馈的闭环控制。系统测试实验结果表明,直流力矩电机闭环伺服带宽82.1 Hz,光斑张角从0.5 mrad变化到5 mrad的最大误差为112.1μrad,小于设计要求的0.15 mrad;光斑张角从5 mrad变化到90 mrad的最大误差为326.1μrad,小于设计要求的0.5 mrad。光斑张角变化范围内,其误差均在设计误差范围内,从而验证了控制策略的可行性。