激光斜程传输光斑参数测量

发布时间：2020-10-09 23:50

　　 对激光系统进行评价的综合指标中,光束质量是一个非常重要的参数。对激光远场到靶功率密度的时空分布进行准确的测量,是对激光质心漂移、光束质量、等重要参数进行计算的重要手段,也对于分析激光的大气传输效应和评价激光系统的光束控制能力、跟踪瞄准能力具有重要意义。本文所做的工作主要分为三部分,第一部分主要对激光斜程传输光斑参数测量的方案进行确定,介绍了多种用于检测激光光斑参数的方法,基于本实验特定的实验环境和要求,选择使用CCD采集光斑图像、姿态控制模拟机载环境的方式来进行系统设计。第二部分则主要对系统的硬件结构以及电路部分进行设计,选用了 DSPIC33FJ16MC304作为控制模块的主控芯片,使用步进电机对姿态进行调整和靶面进行旋转,同时设计步进电机驱动电路;设计信标灯驱动和开关控制电路;设计光电探测器转换和数据采集电路;设计串口通讯电路,完成与工业控制计算机的数据通信,并根据工业计算机的实时数据对各个模块进行调整;工业计算机和CDD相机、功率计、无线传输模块进行连接;第三部分对光斑图像的进行数据处理,完成图像的滤波;图像滤波部分,本文分析了光斑图像噪声产生的原因,根据噪声产生原因,设计了不同的滤波算法,并对各个滤波算法对后期光斑质心的求取的影响,进行了多次实验进行分析,综合算法效果和复杂度,通过多次实验和分析,找到了一种既能够有效的去除光斑噪声也能够对后期光斑质心的求取影响较小的去噪方法;本文分析了三种不同的质心求取方法,分析了每一种算法的算法复杂度、容噪能力和精确度,实验最终论证了重心法对光斑进行光斑中心的检测效果更好,能够在精度和算法复杂度上较好地满足本文研究内容的需要。在本文最后是对之前设计的电路和算法进行验证,采用500米实验采集到的图像进行论证及分析,对图像进行上述一系列处理,最后得到光斑的各个参数、完成了对靶板的控制,验证了硬件与软件的适用性与有效性。
【学位单位】：中国科学技术大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：TN249
【部分图文】：

图３－３邋ＴＨＢ７１２８内部结构图逡逑管脚定义如下：逡逑（１）端子１，６，１０为接地端。逡逑（２）端子２邋：邋ＣＷ／ＣＣＷ为正、反转信号输入端。逡逑（３）端子３：邋ＣＬＫ为脉冲信号输入端。逡逑（４）端子４：邋０ＳＣ１：完成对细分的设置。逡逑（５）端子５：邋ＶＲＥＦ：参考电流设置，主要和ＮＦＡ和ＮＦＢ端配合，设。逡逑（６）端子邋１３，１１，９，邋７：邋０ＵＴ１Ａ，０ＵＴ２Ａ：邋Ａ邋相输出端，０ＵＴ１Ｂ，０ＵＴ２Ｂ：。逡逑（７）端子１２，邋８：邋ＮＦＡ，邋ＮＦＢ：邋Ａ、Ｂ两相的电流检测引脚。主要和参合，设置驱动电流。逡逑（８）端子１４：邋ＶＭ：电源ＶＭ连接端。逡逑（９）端子１５：邋ＶＣＣ：电机驱动电源连接端。逡逑（１０）端子１６，邋１７，１８：邋Ｍｌ，邋Ｍ２，邋Ｍ３：设置电机的细分参数。逡逑

逦ｔ｜邋ｊ邋Ｊｌ｜邋￣ｊ逡逑？邋？邋（ｉ）逦？邋？？＆（ｖ邋ｄ）邋？（Ｄ逡逑ＳＧＮＤ邋ＧＮＤ邋ＰＣｉＮＤ邋ＶＣＣ邋Ｍ！邋Ｍ２邋Ｍ３邋ＣＷ邋ＣＣＷＣＬＫ邋ＥＮＡＢＬＥ邋ＯＳＣＩ逡逑图３－３邋ＴＨＢ７１２８内部结构图逡逑各管脚定义如下：逡逑（１）

逦ｌｌ￣邋■—ｕ－ＭＬＡＯ逡逑Ｉ邋Ｉ邋Ｉ邋］邋ＤＪ邋ＧＸＰ逡逑图３－４邋ＴＨＢ７１２８驱动电路图逡逑如图邋３－４邋所示，ＣＬＫ＿Ａ０、ＣＷ／ＣＣＷ＿Ａ０、ＥＮ＿Ａ０、Ｍ１＿Ａ０、Ｍ２＿Ａ０、Ｍ３＿Ａ０邋与邋ＰＩＣ逡逑单片机连接，完成单片机对驱动器的控制，驱动电路根据ＰＩＣ单片机的驱动信号，逡逑并结合电流设定端设定的电压，在０ＵＴ１Ａ＿Ａ、０ＵＴ２Ａ＿Ａ、０ＵＴ１Ｂ＿Ａ、０ＵＴ２Ｂ＿Ａ上完逡逑成对电机的驱动。设定电流的计算公式为：逡逑ｒ邋ＶＲＥＦ逦，邋ｓ逡逑／邋＝邋——逦（３－１逡逑５＊邋Ｒｓ逡逑其中心为ＮＦＡ，ＮＦＢ端外接的采样电阻。本设计的采样电阻设置为０．２２逡逑欧姆。逡逑３．邋２．邋２位置传感器逡逑为了实现对靶板在滑轨上的定位、往复等运动方式的实现和控制，需要实时逡逑确定靶板的当前位置，这里需要选择位移传感器来获得靶板的位置信息。为了实逡逑现对靶板在划归上的定位、往复等运动方式的实现和控制

【参考文献】

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1 高晋凯;侯文;杨冰倩;王

本文编号：2834396