基于CCD的光纤式位移检测技术

介绍一种精确、远距离非接触检测机械位移的方法 .检测系统采用面阵CCD摄像机获取被测光纤端部出射光斑图像的灰度分布 ,由灰度加权平均法提取光斑的特征点 ,通过检测特征点的位移获得光纤的位移 ,从而得到被测件的位移 .实验结果表明 ,系统的稳定性为 1 .5 μm 。

LMCCD影像光束法平差实验

针对LMCCD相机摄影特点，在三线阵EFP光束法平差理论的基础上，分析了LMCCD影像光束法平差理论的关键技术点，并利用模拟数据和天绘一号卫星影像进行试验验证。试验结果表明，LMCCD影像EFP光束法平差，实现了平差中三角锁之间的固定联接，解决了航线模型的变形，能有效提高卫星影像无地面控制点条件下的定位精度。

LAMOST光纤定位单元定位精度检测技术研究

对 L AMOST光纤定位系统光纤定位单元提出了单元定位精度非接触检测的装置。检测装置采用面阵CCD传感器 ,通过检测光纤端部出射光斑的特征点以表征定位单元上光纤端部位置。检测算法采用灰度加权平均法 ,可以达到亚像素级的检测精度。介绍了提高检测精度的主要措施 ,装置选用白光照明 ,对所采集的图像采用多次平均的方法 ,提高了装置的稳定性。

炮控系统性能试验中角位移量的几种测量方法

炮控分系统是主战坦克等地面攻坚武器系统的重要组成部分,在坦克全系统定型试验前,必须进行分系统的试验测试。国内目前使用的测试方法和测量设备还停在五六十年代的水平,为适应主战坦克武器系统的发展,必须研制一套测量精度高、自动化程度强的测量设备。介绍了以计算机为中心构建的炮控性能参数测试系统的组成与工作原理,讨论了炮控系统性能试验中利用CCD传感器与坐标靶、PSD传感器与电子靶、点光源与CCD传感器、激光(光纤)陀螺传感器或电测法进行角位移量测量的几种方法。

LAMOST光纤定位系统高精度定位单元控制系统

针对LAMOST并行可控式光纤定位系统 ,论文介绍了基于双回转机构的光纤定位单元 .定位单元采用了基于计算机并行口的开环控制系统 ,并行口的数据端口构成步进电机的智能脉冲分配器 ,由集成音频功率放大器TDA1 52 1组成电机的平衡桥式功率驱动电路 .论文研究了提高单元定位精度的主要措施 ,设置机械零位辅以电子开关构成单元回转的基准零位以减小多次重定位的累积误差 ,采用弹簧消隙机构消除齿侧间隙提高系统定位的稳定性 .实验表明本定位单元能够实现光纤的快速、高精度定位 ,定位精度达到 40

LAMOST高精度光纤定位单元关键技术研究

基于 L AMOST并行可控式光纤定位系统 ,介绍了双回转光纤定位单元实现高精度定位的关键技术。定位单元采用了基于计算机数据端口的开环控制系统 ,设置机械零位辅以电子开关构成单元回转的基准零位以减小多次重定位的累积误差 ,采用弹簧消隙机构消除齿侧间隙提高系统定位的稳定性。单元采用面阵 CCD传感器检测单元定位精度 ,通过检测光纤端部出射光斑的特征点以表征定位单元上光纤端部位置。实验表明本定位单元能够实现光纤的快速、高精度定位 ,定位精度达到40 μm。

基于光纤分布式传感器的时频定位技术

光纤单芯分布式传感系统可对传感线路上的扰动信号进行检测与定位,特别适合各种长距离的管道监控,如油管监控。传统的频域定位算法,依靠单独的几个频率点,有一定的局限性,并且如果扰动源未激发出所需要的频率范围,就无法获得频率缺失点,这种判断方法就会失效。提出了一种简单的时域定位算法,与频域算法进行互补,提高了系统的稳定性和普适性。

基于特征点的光纤位置检测方法

介绍对光纤端部位置的非接触检测方法。以面阵CCD为传感器,检测光纤端部出射光斑,采用“重心法”提取光斑的特征点表征光纤的位置。着重分析了光源稳定性、CCD性能、AD采样位数对测量结果稳定性的影响。实验表明,基于特征点对光纤端部检测,重复精度达到0.7%的CCD像素,系统具有良好的稳定性。

LAMOST天文望远镜球焦面多光纤并行控制系统研究

针对LAMOST提出多光纤并行控制方案。设计了双回转光纤定位装置;提出了光纤定位系统的总体控制方案,观测之前,进行动态干涉分析确定单元运动轨迹;设计了基于单片2181的步进电动机脉冲扫描控制系统,实现对4000个定位单元的并行控制。试验表明双回转光纤定位单元能够实现光纤的快速精确定位,满足LAMOST光纤定位系统的要求。

基于Sagnac/双Mach-Zehnder原理的分布式光纤传感系统的偏振态分析

运用琼斯矩阵分析法,建立了该分布式传感器系统在传感光纤双折射和外部事件共同作用下,传输光的偏振态对系统功率传输系数影响的数学模型。仿真分析了在传感光纤线性双折射和圆双折射共同作用下,传输光的偏振态对系统功率传输系数的影响,并提出了利用偏振控制器对输入偏振态进行控制,从而改善干涉信号输出的方法。

损耗对光纤耦合器输出相位差的影响

本文应用耦合器的散射矩阵和Ｈｅｒｍ ｉｔｅ正定二次型的性质导出２×２ 和３×３ 旋转对称单模光纤耦合器损耗与输出相位差之间的关系。计算表明，对于损耗小于０．５ｄＢ的等分功率输出的光纤耦合器。

分离式靶标摄影测量在LAMOST中的应用

为了获取LAMOST焦面板上光纤的零位位置,提出了一种基于分离式标准靶标的高精度摄影测量方法。首先,根据Tsai摄像机标定参数模型介绍了CCD相机的标定原理。然后介绍了用光重心算法求取靶标发光点像面坐标及通过球面三角公式计算靶标发光点物面坐标。接着,利用最小二乘法导出了含标定参数的方程组。最后,介绍了标准靶标的放置方法以及提高光纤位置测量精度的靶标取法。实验结果表明:CCD相机的标定残差平均值为8.8μm;标定残差的标准差为5.3μm。测量方法简单易行,通过仔细分析,找出了残差偏大的原因,对后续进一步测量实验有重要指导意义。

光纤陀螺寻北仪的转位控制方案设计与实现

光纤陀螺寻北仪利用光纤陀螺测量地球自转角速率的水平分量来获得被测点的北向信息，利用加速度计测量固定陀螺的基座的倾斜角度，经过解算得到载体的参考轴与真北方向的夹角。转位控制方案设计是寻北仪系统设计中一个极其重要的环节，转位机构的转位精度必须满足陀螺寻北的精度要求。文中详细介绍了光纤陀螺寻北仪的组成、转位控制方案设计及其实现途径。实验证实采用光电编码器作为直流电机位置控制的反馈元件的转位机构达到了系统寻北的精度要求。

三轴光纤陀螺捷联姿态解算与漂移补偿研究

研究了三轴正交捷联光纤陀螺(FOG)在移动卫星通信天线稳定和精确指向中的应用。针对三轴FOG角增量输出,首先建立四元数微分方程并实时求解,实现了考虑地球自转补偿的捷联姿态解算方法。其次,将FOG输出漂移分为零偏、温度漂移和随机漂移分别进行补偿研究。基于预测控制DMC算法进行随机漂移的实时补偿;建立多项式模型并进行回归分析实现温度漂移的补偿。通过试验表明,捷联姿态解算方法正确。补偿后,FOG的输出漂移大大减小。

相干光通信系统偏振噪声的理论模型和实验研究

光学系统偏振噪声的抑制是相干光通系统中的关键技术之一。本文首次提出光纤在线工艺法偏振控制方案,建立了相应的理论模型,并开展了实验研究。实验结果表明该方案是有效可行的。

基于光纤阵列和STM32的高精度太阳跟踪系统

设计一种高精度太阳跟踪系统,在1 200倍聚光太阳能电池板上,利用STM32F103芯片计取太阳高度角、方位角进行粗定位,特别使用微小直径的光纤阵列实现精确定位,完成聚光太阳能电池板的实时精密跟踪,并实现太阳光点在光纤阵列坐标系中的坐标输出。介绍了跟踪系统的组成、结构特点,设计了精确定位装置,建立了光电检测模型;采用模块化设计,给出了系统的控制流程设计思路。对发电效率进行分析,验证跟踪方法的可行性和精确性。结果表明:它具有结构简单、可靠性、高精度、高效率的特点,其最高发电效率可达31%。在太阳能聚光发电等要求高精度跟踪方面的运用提供了借鉴。

基于光纤色散的X波段光控相控阵波束形成技术

光控相控阵波束形成技术相对于传统的微波技术及数字阵列技术,具有瞬时工作带宽大、质量轻、电磁兼容性好、集成度高、传输损耗小等技术优势,文章利用光纤色散延迟的原理,通过由串联光开关和单模光纤组成的色散矩阵,实现了不同通道对应不同光载波的时间延迟差异,实验表明,该技术可以实现8~12GHz的宽带光控波束形成和扫描,且未观测到波束倾斜。

基于直流载波通信的LAMOST控制系统设计

在郭守敬望远镜(LAMOST)的光纤定位单元控制系统中,为了尽量减少线缆对控制系统的影响,现有控制系统采用的是ZigBee无线控制方式。下一代在建新望远镜将提高单元密度,然而ZigBee无线通信在更高单元密度和部分特定场合受到限制,而LAMOST安装要求又导致有线通信方式无法安装,因此,发展基于电力线载波通信的控制方式将增加其适用性。针对现有线路,设计了一套基于直流载波通信的光纤定位单元控制系统,包含主节点和从节点电路,采用专用的主从载波通信芯片PB620+PB331,通过现有电源线,实现双向传输数据,并控制步进电机运动,实现光纤单元定位。目前通过实验验证,实现了设计要求和目标,与原系统相比,未增加布线,且将无线通信方式改为了有线通信方式,提升了系统的稳定性和适用性。

一种宽带光纤拉曼放大器数值模拟的新算法

以后向泵浦的宽带光纤拉曼放大器为模型 ,基于平均功率的思想 ,运用矩阵迭代法模拟信号光和泵浦光在光纤中的传输特性 ,数值计算出拉曼增益曲线 .这种算法结合了平均功率法的快速和矩阵迭代法的简单易控制的优点 ,在保证计算精度的情况下能提高计算速度 .理论分析结果和实验结果均显示该算法可以准确模拟拉曼放大过程 .

一种高分辨率的光纤定位单元定位精度的测量装置

目前对光纤定位单元定位精度的检测所使用的测量手段是摄影测量,由于被测光纤的孔径非常小,使得这种测量方法的分辨率不高。该文提出了一种新的测量方法,检测装置由显微镜、CCD相机、二维精密移动平台组成。被测光纤通过显微镜放大成像于CCD中,通过对CCD所拍摄照片的实时处理,建立位置反馈机制,实时操控二维精密移动平台追随光纤运动,光纤在运动中始终成像于CCD视场中心,通过读取移动平台坐标的变化来表征光纤移动的位置变化。实验结果表明,该套测量系统的分辨率达到了0.1μm,重复定位精度1.5μm,实现了高精度的检测要求。