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。

CAN总线在粗精复合控制跟踪扫瞄系统中的应用

粗精复合控制的光电跟踪扫瞄系统是一个高速、高精度、高可靠性的跟踪瞄准系统,能实现大范围的跟踪和瞄准。文中对其基本原理、总体结构及工作过程进行了介绍。针对该跟踪扫瞄系统是一个多轴结构的系统,提出一种基于CAN总线的总体控制方案,并设计了控制方案的CAN总线结构。采用TMS320LF2407 DSP作为节点控制器,设计了CAN总线结构中的节点控制回路。

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。

粗精复合小径定心渐开线花键拉刀的开发与应用

通过对渐开线拉刀切削原理的分析，提出粗精复合小径定心的设计原理，并介绍拉刀的结构特点及加工中的关键工序和保证加工精度的方法。

粗精复合内径定心渐开线花键拉刀的设计实现

通过对渐开线拉刀切削原理的分析，提出粗精复合内径定心拉刀的设计原理，介绍拉倒的结构特点，加工中的关键工序和保证加工精度的方法。

粗精复合小径定心渐开线花键拉刀

粗精复合小径定心渐开线花键拉刀是一种新型拉刀,它将切削余量分解,粗精拉削一次完成。 随着我国桑塔纳轿车市场的扩大,配套零部件的需求量也在增加。这种拉刀是桑塔纳轿车生产的配套工具,原从国外进口,价格昂贵,且修磨不便。目前国内尚无同类产品,我们对工件及拉床进行了测绘计算,确定拉刀型式为粗精复合小径定心渐开线,并且在拉刀上增加了中间花键定位齿及小径定位,其拉削平稳性及拉削质量得以提高,但也对拉刀的加工带来了困难。经我们多方努力。

机载光通信复合轴光路优化设计和跟瞄技术研究

根据机载激光通信的环境和链路距离,采用光电粗精复合轴结构,提出一种双探测器、双光轴机载激光通信复合轴捕获跟踪瞄准系统方案.对整个系统的光路结构进行了分析和优化设计,使粗跟踪精度达120μrad,精跟踪系统带宽大于300Hz,执行动态范围达5mrad,跟踪精度达3μrad,并成功实现通信距离17.5km、通信速率1.5Gbps,误码率达1E-7的飞机对地面激光通信实验.

空间激光通信中复合跟踪技术研究

空间激光通信前提是信标光束的精确对准,因此复合轴的跟踪技术是关键,粗精复合的耦合性问题成为研究重点。设计了一套基于单探测器复合轴的跟踪系统,对其原理及关键技术进行阐述,采用粗跟踪配合补偿精跟踪偏转量的方法,解决了耦合性问题,并完成伺服控制系统设计。搭建实验系统对跟踪性能及指标进行验证,实验结果表明,在±0.25°@0.1Hz扰动下系统跟踪误差控制在1个像素之内,跟踪误差均方根为0.13,结合实际条件知,系统像元角分辨率22μrad,故系统整体跟踪精度优于3μrad,可实现对信标光的精确跟踪,满足空间激光通信的应用需求。

大气湍流对空间激光通信跟踪系统的影响

基于大气信道内的空间激光通信演示验证实验,对系统光斑跟踪精度的影响因素进行了分析,研究了大气湍流对光斑跟踪精度的影响,建立了光斑质心检测模型,设计了一套信标光光斑粗精复合跟踪系统.搭建了室内测试实验系统,完成了大气湍流对光斑跟踪精度影响的测量,结果表明在中弱湍流时,跟踪精度随湍流增大有近似线性关系,系统整体跟踪精度在5~15μrad之间,可较好地完成光斑跟踪功能.在野外环境开展的飞机-飞机激光通信演示实验中,对伺服系统的跟踪性能及跟踪精度进行实际测量,整体跟踪精度不大于15μrad,与室内实验测试系统基本一致.

高带宽高跟踪精度复合轴APT精跟踪系统的实现

在深入研究主动激光跟踪机理基础上,以精跟踪单元为研究对象,重点探索提高动态跟踪精度的方法和途径.在保持开环捕获时间不变基础上,采用单信标实现不同束散角切换技术来提高检测光斑信噪比;运用CCD伪随机窗口读出技术实现高帧频图像采集,进而实现宽带伺服控制;通过独特设计的高谐振频率二维PZT振镜和功率稳定控制的高精度亚像元细分技术,实现高精度、快速光束指向.在此基础上,提出智能变结构数字伺服控制方法,保证在不同平台振动条件下始终获得最小的跟踪误差.在搭建的实验室半实物仿真平台的实验结果表明,其跟踪精度达3μrad,证实了这些方法的有效性.

基于飞艇平台激光通信系统的捕获性能研究

针对飞艇平台的运动特性,优化设计了飞艇-船激光通信系统的捕获方案;针对小束散角远距离通信系统捕获时间长的难题,提出了粗精复合扫描策略。重点分析了粗精复合扫描的工作原理和捕获过程中的影响因素,同时依据飞艇的运动速度和平台振动特性,设计了粗精复合扫描策略中重叠区域、捕获视场、扫描速度、运动补偿等重要参数;通过仿真分析,并结合外场飞艇对船舶实验进行了验证,在束散角为400μrad的条件下,捕获时间达到62.7s。