快速周扫探测系统扫描平台的高精度稳定控制

快速周扫探测系统是一种利用高速摆动的反扫装置实现单视场场景凝视补偿成像的新型全景光电系统。对该系统的快速扫描原理进行了详细介绍,指出扫描平台的高精度稳定控制是快速周扫探测系统设计与实现的关键。根据扫描平台的控制机理建立了水平向与垂直向的惯性稳定平台数学模型,采用分数阶PID(proportion integration differentiation)控制器对扫描平台进行控制,分析并验证了基于分数阶PID控制算法对扫描平台的控制性能。实验结果表明:与传统PID控制器相比,采用分数阶PID控制器的扫描平台具有无超调和抗扰动性能更强的优点,水平向稳定精度由0.005 82°(1σ)提升至0.001 26°(1σ),垂直向稳定精度由0.003 66°(1σ)提升至0.001 62°(1σ),能保证给出的快速周扫探测系统获得清晰稳定的全景图像。

周扫像移补偿大面阵红外光学系统

红外搜索与跟踪(IRST)系统在态势感知、环境安全监测等领域具有重要地位。像移补偿是IRST进行快速扫描的关键技术之一。设计了一种长积分时间快速周扫下像移补偿大面阵IRST光学系统,该光学系统采用平行光路稳像方法,具有4 ms级的积分时间、360(°)/s级的周扫速度、1k级的面阵规模等技术特点。介绍了平行光路稳像的原理,提出了参数计算及匹配关系。光学系统设计结果以及光学样机周扫成像测试结果表明,该像移补偿IRST光学系统成像探测能力优良,相关指标处于国内领先水平。