引入重要度修正因子的复杂光电系统可靠性分配研究

以某新型复杂光电系统为研究对像,针对传统评分分配法客观性差、分配偏差大的缺点,构建重要度修正因子,提出了一种引入重要度修正因子的可靠性评分分配法。首先,运用模糊层次分析法,得到功能单元对上级功能单元/系统可靠性影响的相对重要度;然后,基于相对重要度,按照专家评分规则,得到功能单元对上级功能单元/系统可靠性影响的绝对重要度;最后,基于相对重要度和绝对重要度,构建功能单元重要度修正因子,以此修正各功能单元的评分结果。经对比验证,关重功能单元可靠性分配值较传统评分分配值至少提高6%,引入重要度修正因子的评分分配法能有效削弱传统评分分配法的主观影响,释放关重功能单元可靠性余量,提高功能单元可靠性分配的科学性、合理性,进而提高复杂系统可靠性设计水平。

反射镜式光电系统光路内嵌复合轴稳定误差分析

为满足各类装备平台对反射镜式光电系统光路内嵌复合轴高精度稳定的需求,针对实际研制中各类误差源相互耦合难以控制的难题,文中基于反射镜式光电系统光路内嵌复合轴稳定的原理,从理论上分析了快速反射镜角度与瞄准线角度关系线性化、陀螺和快速反射镜安装正交性误差以及快速反射镜测角精度对系统瞄准线稳定误差的影响,建立了瞄准线稳定误差与上述影响因素之间量化数学模型,并根据量化模型开展了计算仿真实验。仿真结果表明,在瞄准线稳定误差要求为2μrad级别时,快速反射镜角度与瞄准线偏转角度关系不能采用简化的线性化处理,陀螺安装误差应小于0.005 mrad,快速反射镜的安装误差应小于0.003 mrad,快速反射镜的测角精度应达到0.001 mrad。在实际应用中,在保证快速反射镜测角精度的基础上,应对陀螺和快速反射镜安装误差进行校准补偿,确保陀螺和快速反射镜安装误差产生的瞄准线稳定误差绝对值之和小于瞄准线稳定精度要求。

引信微光机电系统安全系统研究现状与发展趋势

随着引信微小型化和智能化不断发展,电磁兼容性要求不断提升,对其安全系统提出了更高的要求。基于微光机电系统(MOEMS)技术的器件具有体积小、重量轻、能耗低、集成度高和可批量生产等特点,在引信安全系统中有较好的应用前景。对引信MOEMS安全系统的国内外研究现状开展分析,介绍了引信MOEMS安全系统的基本原理,分析了MOEMS安全系统驱动方式、加工与封装工艺、激光起爆技术与安全系统性能测试方法的现状与发展规律,归纳了当前引信MOEMS安全系统研制过程中亟待解决的问题,为推动MOEMS安全系统在火炮引信中的应用提供重要的借鉴。

光电跟踪系统非均匀受力摩擦补偿研究

为了解决光电跟踪系统中摩擦扰动问题、进一步提高视轴稳定精度,采用了LuGre模型和终端滑模观测器(TSMO)融合的补偿方法(LuGre-TSMO),即在LuGre模型的基础上设计一种基于新型趋近率的终端滑模观测器,实现对系统摩擦的2次补偿。结果表明,相比于未补偿情况,LuGre-TSMO方法的速度跟踪均方根误差平均下降了65.38%,有效提高了实验平台视轴稳定精度;相比于LuGre模型方法和终端滑模观测器方法,LuGre-TSMO方法摩擦补偿效果最好。该方法在光电跟踪系统中是可行且有效的。

考虑吸收、散射损耗时向列液晶电光特性的偏振测试探究

对于厚度达几十微米以上或掺杂染料分子的向列液晶样品而言,各向异性的散射和吸收将对偏振检测结果产生显著甚至剧烈的影响,此时不考虑吸收、散射损耗的理想偏振分析模型将不再适用.本文设计出一种更为普适的测量向列液晶指向矢取向方向的检偏测试装置,给出考虑各向异性吸收和散射时的偏振分析理论,并结合具体的实验测试给出可靠稳定的测试方案和具体的测量电致向列液晶指向矢偏转角的数据处理方法.

红外光电系统多组件远程加载技术研究与应用

光电系统设备通常由多个组件构成,那么对于各个组件软件的部署,程序的加载升级也成为一项较为关键的技术。由于传统加载方法在加载方式和加载效率上存在许多缺点,所以开发出一种高效便捷的远程加载技术至关重要。针对上述问题,本文设计开发一种远程加载技术,并将该技术成功应用于红外光电系统。远程加载功能主要通过上位机与远程加载板进行实现,上位机负责将升级文件远程发送至加载板,加载板成功接收到数据后,完成对于被加载组件的程序升级。为增加远程加载功能的可靠性,设计备份启动功能,如果出现加载失败的情况,能够实现程序的二次加载。

一种用于光电瞄准吊舱的自动校轴仪精度分析

随着光电系统作用距离的不断提升,为了满足作战需求,保证光电系统的跟踪精度、瞄准精度以及打击精度,多光谱多光轴光电系统的光轴在使用时必须进行现场校准。本文针对上述需求,设计了通用光电瞄准吊舱自动校轴仪。在充分论述校轴仪工作原理的基础上,针对自动校轴仪用于光电瞄准吊舱的校轴精度进行分析,验证了自动校轴仪方案的可行性。

低空光电探测系统的研究现状及发展趋势

以无人机为代表的低慢小目标对当前军事产生了重大变革,特别是在复杂作战环境下对现代战争产生的威胁。本文通过对多种探测手段的分析,阐明了光电探测在低空复杂背景探测下的绝对性优势,分析了光电探测系统的研究现状,介绍了当前光电系统面临的四个主要的挑战难题:大视场远距离探测、大视场与高分辨兼容、复杂背景低虚警探测与高精度识别、多目标跟踪定位,并给出了对应的解决思路,同时也是未来光电探测系统的发展趋势,通过光电探测能力的提升,实现真正与雷达能力的匹配。

基于规范图像的光电成像系统采样响应研究

为了研究采样响应对光电成像系统生成图像的质量的影响,本文提出了将规范图像作为输入建立封闭的模型来分析采样响应的方法。首先给出了规范图像的定义并得到了USAF 1951规范图像的数学模型,然后分析了光电成像系统的采样响应过程和采样响应函数,最后讨论了USAF 1951规范图像在不同条件下的采样响应结果。研究结果表明:当采样前MTF截止频率、采样频率与采样后MTF截止频率之间的关系不同时,采样响应对像质的影响不同;当采样频率与采样前MTF截止频率满足一定的条件时,可在图像模糊与混叠之间取得平衡。

高灵敏硅凹槽膜片型光纤F-P局部放电超声传感器

文中设计并制备了一种硅凹槽膜片型光纤法布里-珀罗(Fabry-Perot,F-P)超声传感器,用于电力设备局部放电检测。采用有限元软件优化设计传感膜片的凹槽参数,与传统圆形膜片相比,硅凹槽膜片的静态灵敏度提升4.09倍且谐振频率基本不变。通过耦合效率修正传统双光束干涉模型,研究F-P腔长对传感器干涉光谱对比度的影响,以提升传感器的声压灵敏度。利用微机电系统(micro-electro-mechanical system,MEMS)制备硅凹槽膜片,其凹槽直径为829.44μm,厚度为2.09μm,F-P腔长为163.600μm。在谐振频率61.5 kHz处,传感器声压灵敏度可达357.78 mV/Pa,并结合气体绝缘开关(gas insulated switchgear,GIS)局部放电缺陷模型对传感器性能进行验证。实验结果表明,文中所制备的光纤F-P超声传感器具有声压灵敏度高、实时性好、超声信号检测能力强等优点。

光电跟踪系统的区间2型模糊滑模控制方法

为了提升高精度光电跟踪系统(ETS)的跟踪精度和其处理不确定性的能力,设计了一种1型模糊滑模控制方法,模糊控制用于在线自适应调整滑模控制(SMC)切换项参数;并采用区间2型模糊滑模控制(IT2FSMC)方法来提高系统处理不确定性的能力,进而提升跟踪精度,同时降低SMC抖振;此外,用粒子群优化算法来保证选取的SMC参数相对最优,并对提出的各种控制方法进行了理论分析和实验对比。结果表明,IT2FSMC能在降低SMC抖振的同时将SMC的稳态误差降低54.43%。仿真和实验分析验证了所提出控制方法在ETS中的有效性。

巡飞弹载光电关键结构拓扑优化设计方法

伴随巡飞弹这一新型武器系统的快速发展,巡飞弹载光电载荷设计过程中关于小型化、轻量化、抗过载等多种要求的设计矛盾日益突出。为解决巡飞弹载光电系统小型化轻量化前提下的高效承载问题,建立了一种基于拓扑优化的巡飞弹载光电关键结构设计方法。该方法以结构低阶模态频率和过载工况下的结构柔顺度为设计约束,以质量最小为目标,建立了基于变密度法的拓扑优化设计模型,进而利用Altair HyperWorks软件求解得到关键结构的拓扑布局方案,之后综合弹载光电系统功能要求和零件加工工艺等要求,利用UG软件对拓扑优化结果进行几何模型重构并开展校核分析,最终完成关键结构的优化设计方案。在应用算例中,首先对某巡飞弹载光电关键结构零件光具座的经验设计方案进行了分析,然后利用该拓扑优化设计方法,在主要力学性能保持不变甚至部分性能有所提升的前提下,将该光具座结构成功减重22.4%,有效提高了该巡飞弹载光电系统的轻量化水平和结构承载效能,满足了系统设计要求,同时也表明了该优化设计方法的有效性和实用性,具有良好的推广性。

基于改进ADC模型光电对抗系统作战效能评估方法

为了使光电对抗系统作战效能评估更接近实战,根据光电对抗系统的特点,在传统的ADC模型上考虑了战术运用和人员操作对作战效能的影响,提出了一种改进型ADC模型,并通过实例验证了该模型相比传统的ADC模型更贴近作战实际。改进后的模型可为光电对抗系统作战效能评估提供科学依据。

一种光电探测辅助下的捷联惯导快速对准方法

针对晃动基座下船用捷联惯导(SINS)初始对准所需时间长的问题,提出一种利用光电探测系统辅助的对准方法:通过光电探测系统跟踪观测已知位置的岸基靶标,并获取其距离和相对船体的方位;然后建立失准角与靶标位置推算误差的直接联系,将其作为量测方程加入卡尔曼滤波中,以保证初始对准过程中失准角的高可观测度。实验结果表明,大失准角条件下该方法可以实现快速修正失准角的效果;航向角可在100s左右达到收敛,误差约为0.1°,而传统方法需要900 s以上才能达到相近的对准精度。提出的方法能够实现晃动基座下的快速初始对准,对于任意大小的初始失准角都能快速收敛,具有较高的工程应用价值。

芯片相干布居囚禁原子钟

对基于相干布居囚禁(CPT)态原子的芯片级原子钟技术进行了综述,包括CPT原子钟的基本原理、Ramsey-CPT原子钟技术、CPT原子钟的微小型化方案、CPT芯片原子钟的发展等,对其中的关键技术:激光频率调制、Ramsey技术、左右旋圆偏振光泵浦(push-pull)、激光和微波稳频以及微光机电加工系统(MOEMS)等技术进行分析讨论,最终总结出CPT原子钟向着低功耗、芯片化和时钟精度高的方向发展。

国外机载光电分布孔径系统及其作战运用研究

机载光电分布孔径系统采用多个红外传感器分布于机身周围安装的方式,实现对飞机周围4π空域的视场覆盖。文章概述了F-35战斗机光电分布孔径系统的组成、特点及系统演进,重点研究了系统在威胁告警及态势感知、光电火控引导、弹道导弹探测预警、光电情报搜集监视与侦察、昼夜红外成像等方面的作战运用,并介绍了光电分布孔径系统的未来发展。

高级次通带滤光膜设计与制备技术

滤光膜主要是用来选取所需要辐射波段的光学零件,可以应用在可见、微光、近红外、短波红外、中远红外等光电系统中,起到波段分离、干扰抑制、色差补偿等关键作用。因此,在白光成像、微光夜视、激光测距、激光制导、红外探测等具备多项功能的军用光电装备中得到了广泛的应用。从对称膜系结构的矩阵计算公式出发,阐述了高级次截止带的产生与消除条件,通过膜系结构中匹配膜料系数,设计了2种高级次截止带消除的滤光膜系结构,比较2种膜系的工艺容差,选择最优滤光膜系结构进行了真空镀膜工艺制备,指出了制备过程中被抑制的高级次截止带会再次出现是由于匹配系数失配及修正匹配系数对策。同时,利用APS离子源辅助镀膜技术,提升了薄膜的成膜质量,达到了所制备膜系在胶合棱镜45°倾斜测试下450~650 nm, Tave≥90%,1 570 nm±10 nm, Rave≥95%的滤光要求,膜层质量满足JB/T 8226.8—1999检测标准。

光电系统光轴平行性检测方法研究

对目前常用的多光谱多传感器融合光电系统光轴一致性的几种检测方法进行了分析、研究和比较,提出了一种实用新方法。该方法主要利用上转换板将红外波段的激光转换为CCD可探测到的可见光波段的红光并对光斑进行延时,使普通CCD能够很容易地探测到单、低频窄脉冲激光的光斑,在经进一步处理后,即可检测到发射出的激光光斑的形心、质心、尺寸等参数,以及激光光轴与光学观瞄装置光轴的平行性。

高精度硅微简谐振子的设计与制作工艺

介绍了MOEMS加速度地震检波器中敏感元件——简谐振子的工作和设计原理,并详细讨论了影响简谐振子腐蚀质量的因素.在实验中采用硅各向异性腐蚀法,制作出了高精度的硅微简谐振子.改进浓度配比的腐蚀液,在80℃时,腐蚀速率控制在(0.53±0.2)μm.测试结果表明:SiO2控制精度达到0.1μm,可应用于光电集成加速度地震检波器的集成光学器件中.

光电成像制导系统干扰与抗干扰的性能评估

文章简要阐述了对光电成像制导系统的干扰和抗干扰措施,依据对抗效果及评估准则,概括归纳了五种不同特点的评估方法,最后介绍了评估系统的现状,并指出了对抗性能评估技术的发展方向。