光电跟踪稳定平台控制系统关键技术研究
发布时间：2022-01-15 09:20
光电跟踪稳定平台作为“侦察无人机之眼”,广泛应用于敌情侦察、目标定位、森林防火和人员搜救等领域。随着无人机的研制水平越来越高,对光电跟踪稳定平台测量设备的探测距离越来越远,分辨率越来越高,探测距离的增加和分辨率的提高对光电跟踪平台的控制稳定性提出了更高要求。光电稳定平台的跟踪精度与稳定精度直接影响着整个系统对目标的成像质量,而实际上,由于飞机本身存在多种振动源,加之在飞行过程中外部大气湍流也对平台造成扰动干扰,因此为确保光电视轴稳定平台使其承载的成像/跟踪系统视轴相对于惯性空间保持稳定,并隔离各种振动造成的视轴抖动,必须对光电跟踪稳定平台进行抗扰控制。以“小型昼夜侦察光电稳定云台研究”项目需求为依托,根据其对跟踪精度与分辨率的新要求,本文针对机载两轴四框架光电跟踪稳定平台的抗扰控制技术进行了深入研究。首先,对国内外光电稳定平台控制技术的发展状况进行了深入的调查研究,回顾了光电稳定平台控制技术的发展历程,介绍了国内外光电稳定平台控制技术的最新发展动态和性能特点。针对机载光电跟踪稳定平台的工作环境要求和平台光电载荷、机械结构、伺服控制系统的性能要求,深入分析了各负载框架惯量与各个框架间角变...
【文章来源】：长春理工大学吉林省
【文章页数】：122 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
美军察打一体无人机示意图
我国也不例外的将侦察无人机的研制列为国家重点科研项目，例如：中国首个大型无人机，如图 1.2 所示的“天鹰”无人机 7500 米以上，巡航时间可以达到 40 小时，巡航距离 5000 公机身采用碳纤维复合材料，不仅拥有高升阻比的优良性能，还术，不仅能够实现一键检测、一键起飞、自主飞行和自主降落动进行目标搜索和跟踪，自动实施对抗或攻击[5]。“天鹰”无人无人机领域自主研发的顶尖技术，其如此强大的功能得益于可察定位的“天鹰之眼”。“天鹰之眼”在技术上称之为光电跟踪电磁、红外、激光等探测设备。“天鹰”无人机装载了具有国际侦察设备，由多种光电传感器组成了超远距离成像系统。红外间无光线识别，轨迹预测功能能够在跟踪目标被遮挡后依然搜能技术可以一键清除玻璃反光带来的模糊干扰。其对目标的作即使 3 千米的高度飞行，也能清晰辨别地面行驶的汽车车牌[6广泛，战时可以进行目标搜索、目标指示、目标定位、打击评可以进行森林防火、地域监察、人员搜救等任务[8]。
2 国内外机载光电跟踪稳定平台研究现状作为“无人机之眼”的机载光电跟踪稳定平台，为了实现对机动目标的跟踪及测量比定基座的光电稳定平台伺服系统性能上的最大差异是引入了视轴稳定控制策略用视轴稳定技术的光电跟踪系统示意图如图 1.3 所示。视轴稳定技术应用陀螺仪感器等惯性稳定器件组成速度稳定闭环控制，对光电跟踪稳定平台在惯性空间中速率进行实时测量并调整伺服系统的工作状态，稳定视轴指向以保证 CCD 摄像机外热像仪等测量仪器获得高质量视频图像。高质量的视频图像可以提高跟踪器对脱靶量的提取精度，从而提高光电稳定平台的目标跟踪性能。
【参考文献】：
期刊论文
[1]不同格式数据的坐标系统转换方法研究[J]. 刘枭华,刘青. 矿山测量. 2017(05)
[2]武警无人机应用发展研究[J]. 于力,马振利,徐磊. 国防科技. 2017(04)
[3]航空光电稳定平台质量不平衡力矩的前馈补偿[J]. 申帅,张葆,李贤涛,张士涛. 光学精密工程. 2017(05)
[4]基于附加惯性项BP神经网络的四旋翼无人机姿态控制研究[J]. 钟海鑫,丘森辉,罗晓曙,唐堂,杨力,赵帅. 广西师范大学学报(自然科学版). 2017(02)
[5]低精度IMU辅助GPS跟踪误差分析和带宽设计[J]. 万文辉,王可东,姜锐. 战术导弹技术. 2017(01)
[6]某无人机光电载荷挂架总体结构设计[J]. 郭崇颖,吴斌,李岩. 工程与试验. 2016(04)
[7]光电稳定平台自适应摩擦补偿方法[J]. 张钊,陈涛,周勇,杨波. 兵工自动化. 2016(11)
[8]基于一种改进PSO辨识算法的DOB设计[J]. 陈鹏亮,扈宏杰. 自动化与仪表. 2016(09)
[9]基于PSD的机载光电稳瞄系统稳定精度的测量方法[J]. 孙强,冯婕,安静,贺剑,李文婷,宋敏. 电子测试. 2016(14)
[10]基于陀螺稳定平台的吊舱控制系统设计[J]. 汪丹丹,贾临生. 装备制造技术. 2016(05)
博士论文
[1]机载光电平台稳定跟踪系统关键技术研究[D]. 王宣.中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 2017
[2]惯性稳定平台的自适应鲁棒控制研究[D]. 杨焱煜.中国科学技术大学 2017
[3]机载光电平台伺服系统稳定与跟踪控制技术的研究[D]. 谢瑞宏.中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 2017
[4]车载光电跟瞄系统控制技术研究[D]. 薛乐堂.中国科学院研究生院(长春光学精密机械与物理研究所) 2016
[5]高精度机载光电平台视轴稳定技术研究[D]. 魏伟.中国科学院研究生院(长春光学精密机械与物理研究所) 2015
[6]航空光电稳定平台扰动抑制技术的研究[D]. 李贤涛.中国科学院研究生院(长春光学精密机械与物理研究所) 2014
[7]机载光电平台扰动力矩抑制与改善研究[D]. 孔德杰.中国科学院研究生院(长春光学精密机械与物理研究所) 2013
[8]提高舰载光电设备跟踪精度的关键技术研究[D]. 张艳.中国科学院研究生院（长春光学精密机械与物理研究所） 2013
[9]可量测影像与GPS/IMU融合高精度定位定姿方法研究[D]. 张晓东.解放军信息工程大学 2013
[10]三轴光电跟踪系统跟踪策略和控制研究[D]. 官伯林.西安电子科技大学 2012
硕士论文
[1]基于RBF神经网络的自抗扰控制器的三电机同步控制系统[D]. 丁网芳.江苏大学 2017
[2]多源传感器数据融合自主稳定跟踪算法研究[D]. 单海蛟.中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 2017
[3]基于自抗扰控制技术的多自由度机械臂轨迹跟踪[D]. 蒋臣.北京化工大学 2016
[4]基于改进RBF神经网络的PID控制[D]. 裴雪红.哈尔滨理工大学 2010
[5]基于自抗扰控制算法的自动操舵仪的研究与实现[D]. 王常顺.山东大学 2009
[6]自抗扰控制器的设计与应用研究[D]. 孟凡东.哈尔滨理工大学 2009
[7]提高光纤背向散射法测量精度的方法研究[D]. 万旭东.哈尔滨工程大学 2006
本文编号：3590355
【文章来源】：长春理工大学吉林省
【文章页数】：122 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
美军察打一体无人机示意图
我国也不例外的将侦察无人机的研制列为国家重点科研项目，例如：中国首个大型无人机，如图 1.2 所示的“天鹰”无人机 7500 米以上，巡航时间可以达到 40 小时，巡航距离 5000 公机身采用碳纤维复合材料，不仅拥有高升阻比的优良性能，还术，不仅能够实现一键检测、一键起飞、自主飞行和自主降落动进行目标搜索和跟踪，自动实施对抗或攻击[5]。“天鹰”无人无人机领域自主研发的顶尖技术，其如此强大的功能得益于可察定位的“天鹰之眼”。“天鹰之眼”在技术上称之为光电跟踪电磁、红外、激光等探测设备。“天鹰”无人机装载了具有国际侦察设备，由多种光电传感器组成了超远距离成像系统。红外间无光线识别，轨迹预测功能能够在跟踪目标被遮挡后依然搜能技术可以一键清除玻璃反光带来的模糊干扰。其对目标的作即使 3 千米的高度飞行，也能清晰辨别地面行驶的汽车车牌[6广泛，战时可以进行目标搜索、目标指示、目标定位、打击评可以进行森林防火、地域监察、人员搜救等任务[8]。
2 国内外机载光电跟踪稳定平台研究现状作为“无人机之眼”的机载光电跟踪稳定平台，为了实现对机动目标的跟踪及测量比定基座的光电稳定平台伺服系统性能上的最大差异是引入了视轴稳定控制策略用视轴稳定技术的光电跟踪系统示意图如图 1.3 所示。视轴稳定技术应用陀螺仪感器等惯性稳定器件组成速度稳定闭环控制，对光电跟踪稳定平台在惯性空间中速率进行实时测量并调整伺服系统的工作状态，稳定视轴指向以保证 CCD 摄像机外热像仪等测量仪器获得高质量视频图像。高质量的视频图像可以提高跟踪器对脱靶量的提取精度，从而提高光电稳定平台的目标跟踪性能。
【参考文献】：
期刊论文
[1]不同格式数据的坐标系统转换方法研究[J]. 刘枭华,刘青. 矿山测量. 2017(05)
[2]武警无人机应用发展研究[J]. 于力,马振利,徐磊. 国防科技. 2017(04)
[3]航空光电稳定平台质量不平衡力矩的前馈补偿[J]. 申帅,张葆,李贤涛,张士涛. 光学精密工程. 2017(05)
[4]基于附加惯性项BP神经网络的四旋翼无人机姿态控制研究[J]. 钟海鑫,丘森辉,罗晓曙,唐堂,杨力,赵帅. 广西师范大学学报(自然科学版). 2017(02)
[5]低精度IMU辅助GPS跟踪误差分析和带宽设计[J]. 万文辉,王可东,姜锐. 战术导弹技术. 2017(01)
[6]某无人机光电载荷挂架总体结构设计[J]. 郭崇颖,吴斌,李岩. 工程与试验. 2016(04)
[7]光电稳定平台自适应摩擦补偿方法[J]. 张钊,陈涛,周勇,杨波. 兵工自动化. 2016(11)
[8]基于一种改进PSO辨识算法的DOB设计[J]. 陈鹏亮,扈宏杰. 自动化与仪表. 2016(09)
[9]基于PSD的机载光电稳瞄系统稳定精度的测量方法[J]. 孙强,冯婕,安静,贺剑,李文婷,宋敏. 电子测试. 2016(14)
[10]基于陀螺稳定平台的吊舱控制系统设计[J]. 汪丹丹,贾临生. 装备制造技术. 2016(05)
博士论文
[1]机载光电平台稳定跟踪系统关键技术研究[D]. 王宣.中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 2017
[2]惯性稳定平台的自适应鲁棒控制研究[D]. 杨焱煜.中国科学技术大学 2017
[3]机载光电平台伺服系统稳定与跟踪控制技术的研究[D]. 谢瑞宏.中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 2017
[4]车载光电跟瞄系统控制技术研究[D]. 薛乐堂.中国科学院研究生院(长春光学精密机械与物理研究所) 2016
[5]高精度机载光电平台视轴稳定技术研究[D]. 魏伟.中国科学院研究生院(长春光学精密机械与物理研究所) 2015
[6]航空光电稳定平台扰动抑制技术的研究[D]. 李贤涛.中国科学院研究生院(长春光学精密机械与物理研究所) 2014
[7]机载光电平台扰动力矩抑制与改善研究[D]. 孔德杰.中国科学院研究生院(长春光学精密机械与物理研究所) 2013
[8]提高舰载光电设备跟踪精度的关键技术研究[D]. 张艳.中国科学院研究生院（长春光学精密机械与物理研究所） 2013
[9]可量测影像与GPS/IMU融合高精度定位定姿方法研究[D]. 张晓东.解放军信息工程大学 2013
[10]三轴光电跟踪系统跟踪策略和控制研究[D]. 官伯林.西安电子科技大学 2012
硕士论文
[1]基于RBF神经网络的自抗扰控制器的三电机同步控制系统[D]. 丁网芳.江苏大学 2017
[2]多源传感器数据融合自主稳定跟踪算法研究[D]. 单海蛟.中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 2017
[3]基于自抗扰控制技术的多自由度机械臂轨迹跟踪[D]. 蒋臣.北京化工大学 2016
[4]基于改进RBF神经网络的PID控制[D]. 裴雪红.哈尔滨理工大学 2010
[5]基于自抗扰控制算法的自动操舵仪的研究与实现[D]. 王常顺.山东大学 2009
[6]自抗扰控制器的设计与应用研究[D]. 孟凡东.哈尔滨理工大学 2009
[7]提高光纤背向散射法测量精度的方法研究[D]. 万旭东.哈尔滨工程大学 2006
本文编号：3590355
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/dianzigongchenglunwen/3590355.html
