机载光电吊舱复合阻尼减振设计与分析

复合阻尼减振技术可以通过内部阻尼材料的能量消耗,实现对振动响应的衰减。针对某机载光电吊舱振动响应过大问题,开展复合阻尼减振设计与分析。综合考虑重量、尺寸、使用环境、衰减效果以确定阻尼材料、敷设区域、厚度、约束刚度等。仿真及测试结果表明,使用复合阻尼减振技术可有效降低传递至光电吊舱的振动响应,提升图像效果,具有较强的工程应用价值。

光电稳定平台瞄准线漂移前馈补偿算法

针对地球自转角速度在光电吊舱俯仰轴上的分量影响稳像模式下激光雷达成像质量问题,提出了一种基于机载惯导系统的前馈补偿算法,根据飞机姿态信息、纬度信息以及设备轴角信息,通过旋转矩阵解算出补偿量并前馈到速度环中,实现对光电稳定平台的瞄准线漂移的补偿。对所提出算法进行了仿真与实验验证,实验结果显示,当俯仰轴朝向南北时,引入该补偿算法后半小时内俯仰角度漂移量为0.231°,小于不加该补偿方法时的6.005°;当俯仰轴朝向北南时,引入该补偿算法后半小时内俯仰漂移量为-0.385°,小于不加该补偿方法时的-5.372°,证明该算法可有效补偿稳像模式下俯仰位置漂移。

美国机载光电吊舱光轴一致性检测技术研究

本文指出由于机载光电吊舱集成了激光、电视、红外等多个光学通道,受振动、环境温度、气压等因素影响,不同光学通道之间产生的光轴偏差将显著影响系统性能,因此光轴一致性检测技术研究具有非常重要的现实意义。为此,本文分析了Sniper吊舱和ATFLIR吊舱这两款典型的机载光电吊舱的光轴一致性检测设计,并对光轴检测技术的实际应用进行了讨论。

无人机载光电吊舱观瞄角误差分配方法研究

针对无人机载光电吊舱总体设计过程中高效便捷地分配各测量模块的误差,以便确定最优器材选型方案的需求,提出了一种基于单纯形策略的改进麻雀算法,从多目标优化角度对小微型无人机载光电吊舱观瞄角误差分配问题进行研究。首先根据小微型无人机载光电吊舱的特点建立坐标系,利用空间齐次坐标变换法推导目标定位及观瞄角测量模型;然后分析误差主要来源,建立观瞄角误差模型,基于蒙特卡洛模拟法进行误差分析;最后以观瞄角误差模型为基础,采用平均分配法、加权分配法以及改进麻雀算法进行误差分配,并对分配结果进行对比分析。仿真实验结果表明,载机偏航角误差和振动偏航角误差对观瞄角总误差影响最大,误差传递效率近似为100%,载机横滚角误差和振动横滚角误差对观瞄角总误差影响最小,误差传递效率仅约34%;改进麻雀算法的误差分配余量能够达到10-8量级,与传统误差分配方法相比显著提高了分配效率,验证了基于单纯形策略的改进麻雀算法解决小微型无人机载光电吊舱观瞄角误差分配问题的有效性。

轻小型、紧凑型机载光电吊舱散热技术

为满足机载光电吊舱轻小型、紧凑型要求,解决光电吊舱散热问题,采用了热传导和风机内循环对流结合的散热方式,用金属结构件将发热元器件与壳体接触建立热传导通道,用风机内循环强化内部对流建立低热阻的对流换热通道,通过ICEPAK热仿真软件对该散热方式建模仿真计算表明:静止条件下吊舱核心处理芯片DSP、FPGA、SoC温升分别为:29.1℃、29.2℃、33.8℃,相比无风机时别降低:5.2℃、3.5℃、4.4℃;飞行条件下温升分别为:11.9℃、9.1℃、15.5℃;静止条件下,在风机内循环作用下,舱内最高环境温度较无风机内循环时降低约5.5℃。通过与同等条件下高温试验数据比较,仿真温度与测试温度相差3.1℃。该散热方式可有效降低舱内环境和器件的温升,满足吊舱使用要求,结构简单占用空间小,适用于轻小型、紧凑型机载光电吊舱。

机载电子吊舱环控方法优化研究

随着电子设备集成度不断提高,机载电子吊舱日趋小型化,对电子吊舱环控系统的要求越来越高,必须综合各方面的约束条件对环控技术路线进行分析、论证,获取优化方案,才能满足需求。结合工程实例,综合工作包线、热流密度、温度、均温性、体积、重量及能耗等约束条件,基于仿真、计算及模拟试验验证,对电子吊舱环控方法进行系统分析,最终确定了一种优化的冲压液冷环控方案,并对其中主要部件的优化、验证进行了阐述。工程试验及使用情况印证了优化方法的合理性和优化结果的正确性。

国外机载任务吊舱发展研究综述

随着平台可执行多样化作战任务需求以及成本控制的需要,机载任务吊舱在未来作战中势必发挥更加重要的作用。针对目前国外有人和无人战机所搭载的侦察监视、目标指示、电子对抗等多种机载任务吊舱进行研究,分析了机载任务吊舱主流产品、技术特点、研制思路、发展路径、适配机型等,发现机载任务吊舱研制从以飞机平台为基础到独立于平台、从定制化走向通用化,数据处理和情报生成逐步智能自主,最后总结了机载任务吊舱未来智能化、通用化、模块化与系统架构开放化的发展趋势。

直升机载高压电力巡线用稳定吊舱设计

介绍了一种适用于高压电力巡线的机载稳定吊舱。首先,针对巡线的高清晰度图像需求,介绍了系统的功能和组成,选择了高清相机,从成像系统和人眼观察2个方面分析巡线系统对吊舱稳定精度的要求。其次,为实现高精度稳定,在分析振动来源的基础上,采用主被动减振方式抑制直升机振动。通过稳定精度检验,稳定吊舱稳定精度优于30μrad。最后,对巡线稳定吊舱进行实际挂飞实验,结果表明,该机载稳定吊舱成像质量清晰、稳定,满足电力巡线要求。

机载激光通信稳瞄吊舱设计与跟踪精度测试

针对飞机姿态扰动和强烈震动条件下激光通信中的光轴稳定问题,研制了粗精复合跟踪机构,并对减振器安装结构形式进行了分析,完成了减振系统设计和伺服系统仿真。在此基础上开展了飞机姿态和振动特性测试,根据测试结果,绘制了振动试验曲线。进行室内仿真检测和外场飞行测试的试验结果表明,在大气信道条件下,粗跟踪吊舱跟踪精度优于23.97μrad,精跟踪精度优于7.03μrad.对比实验室和外场测试环境的差异,可知大气干扰引起的光斑闪烁是导致跟踪精度下降的主要原因,为系统指标分配和吊舱跟瞄精度的提高提供了参考。

某电子设备机载吊舱的气动特性分析

采用计算流体力学软件Fluent开展了某飞机机身外挂吊舱的三维气动性能研究,得到了外挂吊舱的表面流速/压力分布、吊舱的尾流、飞行阻力,以及吊舱的偏航力矩等信息。根据气动计算结果,就吊舱的强度、尾流、偏航力矩等影响飞行安全性的问题展开了讨论。研究结果和试飞一致显示该电子设备外挂吊舱的气动外形是良好的,吊舱的设计是成功的,可供同类产品设计提供参考。

机载雷达吊舱的结构设计

机载吊舱雷达是新的设计领域,吊舱吊挂在运输机机腹下,工作时随载机飞行,飞机对吊舱的体积、重量、外形提出了严格要求,吊舱的工作环境恶劣,其刚度和强度必须满足指标要求,以保证飞行中飞机和设备的安全。吊舱内部装载雷达电子设备系统,功能和接口众多。以某机载雷达吊舱为例介绍了吊舱结构设计应解决的关键结构技术难点,针对吊舱不同部位给出了相应的力学分析结果,为自行设计雷达吊舱进行了有益的探索。

机载光电稳瞄吊舱半实物仿真试验系统

机载光电稳瞄吊舱的稳定精度、跟踪精度和随动精度,是反应其性能优劣的重要技术指标,在野外实战条件下测试有极大的难度。根据半实物仿真的思想,设计与研制了机载光电稳瞄吊舱半实物仿真试验系统,该系统由目标模拟器、运动模拟器、二轴转台、图像采集与处理器、总控分系统等组成,通过由以太网和RS422总线组成的信息传输网络相连接,可用于在实验室条件下对机载光电稳瞄吊舱性能进行测试。介绍了系统组成及功能,以及本系统关键分系统目标模拟器的组成、原理和主要技术指标,描述了利用该系统进行机载光电稳瞄吊舱性能测试的工作原理。该系统已得到成功应用。

某型机载电子吊舱维护训练系统设计

针对某型机载电子吊舱维护训练成本高、组织难、周期长等问题,设计实现了一种基于半实物仿真的维护训练系统,该系统不仅在外观、连接和操作上与实装一致,同时在内部设计了信号仿真、故障设置、状态采集电路,通过采用通用I/O模块及RS 485总线主从方式构建远程测控体系,实现对电子装备工作状态的仿真。在此基础上设计内外场维护训练平台,能仿真内外场通电测试中对吊舱的操作控制,可灵活设置故障并真实再现故障现象,实现了对该型吊舱一二线技术保障训练的全过程仿真。实际应用表明,采用该系统实施吊舱维护训练能有效节约训练成本,降低训练风险,提高训练效果。

基于VxWorks的机载雷达模拟吊舱软件设计

基于VxW orks操作系统设计机载雷达模拟吊舱软件,描述了机载雷达模拟吊舱的原理和组成,给出了吊舱主控软件的多任务模型和任务调度方法,并介绍了雷达信号模拟合成算法。试验结果表明,基于VxW orks的机载雷达模拟吊舱运行稳定可靠、实时性好、模拟雷达信号逼真。

某机载视频测量吊舱训练装置的结构分析与设计

机载视频测量吊舱正常工作在几千米的高空中,吊舱测量功能比较复杂,需要在地面对操作人员进行模拟训练。设计了一种在地面上对机载视频测量吊舱的操作人员进行训练的装置,主要部件包括支架、同步齿形带及带轮、电机、导轨及滑轮、机弹分离模拟装置和限位装置等。从总体和各部分组件的角度入手,对关键结构部件进行了分析计算和结构设计。该装置能够为视频测量吊舱提供一个跟踪平台来模拟运动目标及输入扰动,供操作人员在平时不断的练习相关操作及熟悉各种测量信息,有利于高效地完成吊舱设备的测量任务和后期维护使用。

某测量吊舱运动框架结构设计与分析

光电测量吊舱工作于高速、高空、高风载、高振动条件下,且受制于其气动特性,故体积无法太大,因此吊舱舱体内部的结构部件需要完全适应上述苛刻条件,且做到结构紧凑。首先分析了吊舱头部局促空间的设计要求。该吊舱头部最大外形尺寸为390mm×600mm。但该空间内包含三对轴承、四个框架、两套可见光电视系统、一套光路快速控制系统及相关的电路、控制陀螺等元器件。因此在如此狭小的空间内合理配置如此多的系统必须进行相应的结构优化设计与分析。根据充分的论证分析提出了一系列设计要求。根据设计要求对吊舱头部关键部件进行了参数计算、型号选择、结构设计。应用MSCPATRAN软件对基座和横滚框架进行了有限元模态和静力学分析,验证了设计的合理性。

一种基于热像仪的机载红外测量系统设计与实现

设计了一种基于热像仪的机载红外测量系统。该系统主要用于加载于空中平台上,实现对目标红外特性的空中跟踪测量,获取目标高仰角的全方位红外和可见光特性图像数据。系统结构设计采用模块化设计,重量、尺寸较小,抗震性强,符合挂飞的有关要求,能够稳定跟踪并测量海上目标的红外及可见光特性。该系统采用了被动隔离加主动陀螺稳定控制的技术、光学镜头无热化补偿措施和内场精密标定技术,具有很强的环境适应能力、作用距离远、测量精度高,整体技术与性能处于国内领先水平。

卡尔曼滤波在陀螺稳定吊舱控制中的应用

通过对当前流行的控制方法进行比较,采用变结构控制的原理对系统控制器进行设计.以典型的两轴四框架结构吊舱系统的内俯仰框架为控制对象,设计了一种基于Kalman滤波器的滑模变结构控制方案.当过程噪声和量测噪声较大时,针对不同形式的跟踪信号,对有无滤波器两种控制方案的跟踪效果进行了比较.仿真结果表明,采用基于Kalman滤波器的滑模变结构,系统的跟踪性能较没有Kalman滤波器的跟踪性能有明显的改善,提高了系统跟踪精度.

红外热像仪在水平空投系统的应用研究

针对目前亟待解决的在恶劣气候条件下各种型号飞机进行空投瞄准,尤其是在夜间无法自主空投瞄准的问题,提出了将加载红外热像仪的光电吊舱与水平空投原理相结合的理论,该理论不仅能够很好地解决以上问题,还可以使飞机驾驶员以及领航员通过使用监视器从而摆脱目视光学系统带来的不便。建立了基于红外测量系统的空投空降的数学模型;并对该数学模型进行了误差分析,通过理论计算该系统的空投瞄准精度较以往的空投系统的瞄准精度更高,可以满足目前空投的要求,为提升夜间空投、空降的能力提供了理论依据,具有很强的实用价值和应用前景。

航空光电吊舱陀螺稳定系统模糊PID控制

研究了航空光电吊舱陀螺稳定系统的模糊PID控制.该系统对跟踪精度和响应速度要求高,传统的PID控制难以满足对性能指标的要求.而模糊PID控制可显著改善控制系统对高速动态目标的捕获跟踪能力.因此,将模糊PID应用于航空光电吊舱陀螺挖稳定系统,改善了控制系统的过渡过程、减小了超调量,又提高了系统跟踪精度、稳定精度和响应速度,增强系统的鲁棒性.用Matlab仿真验证了该方法的有效性.