当前位置:主页 > 科技论文 > 航空航天论文 >

轻型宽视场航空相机稳定与扫描控制技术研究

发布时间:2018-05-14 13:49

  本文选题:航空相机 + 视轴稳定 ; 参考:《中国科学院研究生院(西安光学精密机械研究所)》2015年硕士论文


【摘要】:航空相机作为获取地面信息的重要手段之一,近年来已经广泛应用于军事和民用领域。宽视场的航空相机因其较高的成像覆盖范围,逐渐成为市场的主流。本文结合研究室项目需求,设计了一种以 DSP+FPGA‖为核心的轻型宽视场航空相机稳定与扫描控制系统,系统以TMS320F28335为主控制器,以EP3C25F256型FPGA为辅控制器,实现了视轴稳定和相机摆动扫描两大功能。课题研究的主要内容有以下四个方面:1、研究了控制系统的组成,主要器件以及视轴稳定和画幅式相机摆扫成像的工作原理,并分析了影响控制系统性能的主要因素。2、基于工程化的设计方法设计了电流环、速度环、位置环三环路控制器,并采用改进粒子群优化算法对控制器参数进行了优化,同时设计了 S型+梯形‖的电机摆扫运行曲线。3、搭建了DSP+FPGA的双核控制器的软硬件系统,利用FPGA实现了光纤陀螺仪和光电编码器的数据采集及其数据的中值滤波,利用FIFO实现了DSP与FPGA之间的通信,并在DSP中实现了积分分离的数字式PID算法。4、进行了软硬件联调实验。实现结果表明,设计的控制系统实现了对扰动的隔离以及相机的摆动扫描,具有一定的工程实际应用价值。论文的最后对整个控制系统进行了总结,并指出了需要改进的地方。
[Abstract]:As one of the important means to obtain ground information, aerial camera has been widely used in military and civilian fields in recent years. Wide-field aerial camera has become the mainstream of the market because of its high imaging coverage. In this paper, according to the requirements of the research project, a light wide-field aerial camera stability and scanning control system is designed, which takes DSP FPGA as the core. The system takes TMS320F28335 as the main controller and EP3C25F256 FPGA as the auxiliary controller. The two functions of stabilizing the axis of view and scanning the camera swing are realized. The main contents of the research are as follows: 1. The composition of the control system, the main devices and the working principles of the imaging of the stable axis of view and the swing imaging of the frame camera are studied. The main factors affecting the performance of the control system are analyzed. Based on the engineering design method, the three-loop controllers of current loop, velocity loop and position loop are designed, and the parameters of the controller are optimized by using the improved particle swarm optimization algorithm. At the same time, the sweep running curve of electric motor with S-type trapezoid is designed. The hardware and software system of dual-core controller of DSP FPGA is built, and the data acquisition and median filter of optical gyroscope and photoelectric encoder are realized by FPGA. The communication between DSP and FPGA is realized by using FIFO, and the digital PID algorithm. 4 is implemented in DSP. The hardware and software combination experiment is carried out. The results show that the designed control system can isolate the disturbance and scan the camera swing, and it has some practical application value. At the end of the paper, the whole control system is summarized, and the improvement is pointed out.
【学位授予单位】:中国科学院研究生院(西安光学精密机械研究所)
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2015
【分类号】:V445.8

【相似文献】

相关期刊论文 前10条

1 蒋定定,李开端,王尚强;某型航空相机的可靠性检测研究[J];电子产品可靠性与环境试验;2004年05期

2 丁亚林;;《航空相机技术》专题文章导读[J];光学精密工程;2007年11期

3 姜伟;申德新;马宁;王立波;;航空相机光学系统的耐蚀性消光涂装方法[J];电镀与涂饰;2008年11期

4 史磊;金光;田海英;陈志超;;航空相机的自准直自动检焦方法研究[J];光学精密工程;2008年12期

5 耿文豹;翟林培;丁亚林;赵秀影;;航空相机的像面旋转特性分析[J];红外与激光工程;2008年06期

6 吴小霞;杨洪波;刘宏伟;王富国;;航空相机的模态分析及轴承模型的修改[J];计算机仿真;2008年05期

7 王俊善;翟林培;丁亚林;王晓军;肖占全;;航空相机的像旋转特性分析及其补偿方法[J];红外与激光工程;2008年03期

8 钱义先;高晓东;梁伟;;高分辨率航空相机隔振系统动力学特性分析[J];长春理工大学学报(自然科学版);2008年03期

9 苗用新;张X;郭劲;;航空相机减震系统设计[J];激光与红外;2008年11期

10 李兴;安志勇;;航空相机分辨率检测系统的总体方案[J];科技信息;2009年09期

相关会议论文 前6条

1 姬琪;;航空相机用动态目标发生器稳速精度测量不确定度分析[A];第十四届全国光学测试学术讨论会论文(摘要集)[C];2012年

2 韩冰;何煦;陈琦;张晓辉;;航空相机动态照相分辨率测试设备的研究[A];第十二届全国光学测试学术讨论会论文(摘要集)[C];2008年

3 方俊永;刘学;郑兰芬;童庆禧;;多模态航空数字相机系统研制和试验[A];第十五届全国遥感技术学术交流会论文摘要集[C];2005年

4 刘建东;赵育良;;海军航空侦察装备检测维护探析[A];航空装备保障技术及发展——航空装备保障技术专题研讨会论文集[C];2006年

5 周兴义;韩冰;何煦;;动态分辨率模拟检测装置的研制[A];第十二届全国光学测试学术讨论会论文(摘要集)[C];2008年

6 段福洲;;近地轻型数码航空摄影测量系统进展与展望[A];中国地理学会百年庆典学术论文摘要集[C];2009年

相关重要报纸文章 前2条

1 本报特约撰稿 王庚旭;运八巡逻机:航拍万里海疆[N];中国国防报;2012年

2 记者 束洪福;我国无人机低空航测技术取得重大突破[N];科技日报;2013年

相关博士学位论文 前10条

1 樊越;航空相机光机热分析与热控技术研究[D];中国科学院研究生院(光电技术研究所);2013年

2 张雪菲;状态观测器在航空相机俯角控制系统中的应用研究[D];中国科学院研究生院(长春光学精密机械与物理研究所);2012年

3 付金宝;干扰观测器和先进控制在航空相机位角系统中的应用研究[D];中国科学院研究生院(长春光学精密机械与物理研究所);2013年

4 汪旋;基于图像处理的航空相机自准直检调焦技术研究[D];中国科学院研究生院(光电技术研究所);2014年

5 杨守旺;基于音圈电机驱动的航空相机像面扫描系统研究[D];中国科学院研究生院(长春光学精密机械与物理研究所);2011年

6 白雪梅;全景航空相机动态分辨率检测系统关键技术研究[D];长春理工大学;2009年

7 郑丽娜;航空相机高精度速高比测量技术的研究[D];中国科学院研究生院(长春光学精密机械与物理研究所);2013年

8 段洁;中高空面阵CCD航空相机操纵系统关键技术研究[D];长春理工大学;2014年

9 赵嘉鑫;基于TDI探测器的航空相机像移模型及调光算法研究[D];中国科学院研究生院(长春光学精密机械与物理研究所);2015年

10 刘志明;长焦距斜视航空相机图像拖影与扭曲补偿技术研究[D];中国科学院研究生院(长春光学精密机械与物理研究所);2014年

相关硕士学位论文 前10条

1 王康;基于故障树分析法的航空相机故障诊断技术研究[D];长春理工大学;2008年

2 李玉瑶;航空相机物镜的设计研究[D];长春理工大学;2010年

3 崔琳;航空相机操纵器图像处理技术研究[D];长春理工大学;2010年

4 付饶;航空相机地面景物模拟系统研究[D];长春理工大学;2010年

5 夏启明;航空相机动态分辨率检测系统研究[D];长春理工大学;2010年

6 张荣;基于小波网络的航空相机电源系统测试与通信技术[D];长春理工大学;2011年

7 吴迪;宽光谱大视场航空相机无限远目标模拟系统设计[D];长春理工大学;2012年

8 欧淇源;航空相机性能检测装置地面场景模拟系统设计[D];吉林大学;2015年

9 范新明;轻型宽视场航空相机稳定与扫描控制技术研究[D];中国科学院研究生院(西安光学精密机械研究所);2015年

10 李明;全景航空相机多无限远目标模拟装置测试技术研究[D];长春理工大学;2010年



本文编号:1888096

资料下载
论文发表

本文链接:https://www.wllwen.com/kejilunwen/hangkongsky/1888096.html


Copyright(c)文论论文网All Rights Reserved | 网站地图 |

版权申明:资料由用户ff0f7***提供,本站仅收录摘要或目录,作者需要删除请E-mail邮箱bigeng88@qq.com