基于FSM的高精度光电复合轴跟踪系统研究

为解决大惯量光电跟踪器对高速机动目标的角秒级跟踪问题,设计了以快速控制反射镜作为精级,大惯量跟踪架作为粗级的双探测器型光电复合轴跟踪系统,并对快速控制反射镜和复合轴系统所涉及关键技术进行了分析。通过某模拟航路半实物跟踪试验不超过70μrad的跟踪误差,验证了系统设计的有效性。

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。

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.

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.