激光跟瞄系统粗精复合轴协同控制策略优化研究

针对激光跟瞄系统的高精度、快响应和抗干扰需求,提出一种粗精复合轴协同控制策略。粗精复合轴协同控制利用粗跟踪红外/电视大视场配合直驱电机对目标进行粗引导,目标进入精跟踪视场后,利用压电陶瓷快反镜配合精跟踪电视小视场进行精跟踪。在粗跟踪过程中,为保证粗跟踪的交班稳定性,将红外和电视跟踪数据进行数据融合。粗跟踪向精跟踪交班后,粗跟踪和精跟踪系统进行协同运动控制,利用精跟踪获得的目标取差值、快反镜的运动角偏移以及粗跟踪的架位信息进行数据融合得到实际的目标瞄准信息。同时,利用低通滤波器形式的交叉解耦控制器使粗跟踪系统跟随精跟踪系统运动,保证精跟踪系统的相对运动位移不超出限位。仿真和试验表明,该方法有效地提高了系统带宽和精度,改善了系统的抗干扰性能。

激光跟瞄仿真系统及两种跟瞄方法

基于OpenGL和大气传输光学分析的3维全数字仿真是激光跟瞄系统的重要研究手段。为提高跟踪和瞄准精度,从激光跟瞄仿真系统整体出发,研究了目标成像中的投影变换、成像与跟踪的关系、高精度跟踪现有算法的控制过程仿真等内容,并提出了基于大视口、目标大气传输图像序列的跟瞄仿真技术。说明了仿真系统中跟瞄精度分析的特点。就某仿真场景,设计了"头部顶点"和"两点提取"两种跟瞄方法,在不同大气湍流条件下得到了它们的跟瞄精度,说明应用该激光跟瞄仿真系统,能够预先设计、测试和验证一些跟瞄方法,帮助进行算法分析和改进,从而提高工作效率和节约成本。

三维场景中激光雷达跟瞄系统的仿真

介绍了一种基于VC和Matlab的激光雷达跟瞄系统的仿真。它以Matlab控制系统工具 箱函数为基础,通过Matlab引擎技术建立VC与Matlab的通信渠道,获得控制系统的等价线性模型。 在VC程序中将仿真过程以采样周期为时间单位拆成单步进行,并在单步仿真中嵌入Vega视景程 序,依据每步的仿真结果更新视景画面,从而获得激光雷达跟瞄系统仿真在三维视景中的实时表现。 仿真软件充分发挥VC、Matlab以及Vega各自的优点,能够表现逼真连续的三维画面。

基于自适应卡尔曼算法的单探测器解耦控制技术研究

为了提高激光通信跟瞄系统的跟踪性能,增强系统的抗扰动能力,提出基于卡尔曼滤波的单探测器复合轴控制方法。首先,对单探测器复合轴系统原理进行分析,通过误差传递函数验证了解耦算法的可行性;其次,为了改善脱靶量迟滞的影响,同时降低探测器实时处理的要求,提出一种自适应卡尔曼滤波算法;最后,根据探测器坐标系与快速反射镜坐标系之间的旋转变换关系,计算出粗精系统的解耦矩阵,并搭建一套桌面实验系统进行原理验证。实验结果表明:单探测器复合轴在0.1 Hz低频扰动条件下,精跟踪系统的相对位移不会超出反射镜偏转角度的临界值,跟踪误差由2.54μrad下降到0.86μrad。解耦控制能够提高系统跟踪精度并增强抗扰动能力。对于以后工程中的实际应用具有一定的指导意义。