某航空相机稳定平台特性分析与控制研究
发布时间：2021-03-05 00:00
航空照相机是研究地表的主要工具之一,随着航空航天技术的发展,航空相机所得到的资料已经广泛应用于国民经济的各个领域（编制地形图、各类建筑物的建设、海道测量、森林调查、地质勘探、冰川考察、考古研究和气象天气预报）[1]。在军事中用于侦察领域和被打击目标损毁评估方面起到不可代替的作用[2]。稳定平台装置在航空相机中的应用有效提高了航空相机成像质量。在全面掌握二轴稳定平台工作原理的基础上,重点针对CCD航空相机需要的分幅步进、隔离飞机扰动和像移补偿三个方面开展稳定平台的研究工作,为实际生产提供了理论依据,降低了技术风险,减少了设计成本,缩短了研制周期。本文依据CCD航空相机稳定平台的使用条件,分析了相应使用条件下的关键点,对关键点的原理与参数进行分析和计算。根据使用条件对于稳定平台进行建模及特性分析。最终通过稳定平台的动力学建模确定了影响稳定平台稳定性的因素,为稳定平台的总体设计提供了依据。参考分析结果,首先对平台进行总体设计,确定总体方案为利用数字水平仪在平台外部提供测量基准的双口字框架式稳定平台。利用数字水平基准建立地理坐标系为稳定平台提供步进角...
【文章来源】：吉林大学吉林省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：82 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
CCD航空相机
在曝光时间内，图样会随着飞机的运动移动一定距离，这样就产生了前像移。如图2.1 所示，飞机在相机曝光的时间内由 O 运动到 O ，在这个时间内地面相对应的物体相对于飞机位置不变，仍然在 A 点。在相机内成像的位置改变，由a移动到a 。此时我们已知相机的焦距为 f，相机相对于地面的高度为 H，相机的运动速度为 v，曝光时间为 t，根据以上数据4
82.1.2 前像移速度与计算如图 2.2 所示、当飞机以速度 v 沿 X 轴向前飞行产生前向像移。图 2.2 飞机飞行时的三维坐标轴见下图 2.3 计算前像移速度：设飞机的航线角度为 ，飞行高度为 H，相机镜头焦距为 f 可以计算出地面物体 A 点前向像移角速度 为： = cos …………………………………(2.3)地面物体 A 点前向像移速度 vx为： = cos ………………………………(2.4)图 2.3 前向像移速度示意图2.1.3 消除飞机飞行产生的像移参数计算本文所描述的 CCD 航空相机前移补偿是通过稳定平台俯仰框带动相机镜头，在拍照过程中产生一个附加的旋转运动来实现的。如图 2.4，当飞机飞行时，在曝光期间之内，地面景物 A 点相对移动到了 ′点，成像点变成了 a a 一条直线。前像移补偿的目的就是为了消除这一条直线，使得 趋近于零 。假若光轴能进行顺时针旋转运动
【参考文献】：
期刊论文
[1]两框架稳定平台模态分析及误差校正方法研究[J]. 桑耀辉,兰勇. 机械工程师. 2018(08)
[2]航空光电稳定平台高性能摩擦力补偿方案[J]. 王正玺,张葆,李贤涛,张士涛,马丙华. 航空学报. 2017(12)
[3]基于优化神经网络的桁架有限元模型修正[J]. 曾小燕,王林. 江苏科技大学学报(自然科学版). 2017(02)
[4]光电跟踪自抗扰控制技术研究[J]. 王婉婷,郭劲,姜振华,王挺峰. 红外与激光工程. 2017(02)
[5]某红外相机稳定平台框架结构设计与分析[J]. 李全超,谭淞年,李蕾,张洪伟. 红外技术. 2016(09)
[6]一种双轴姿态稳定平台的设计与实现[J]. 吕天慧,蔡志娟,朱红,朱如意,陈灿辉. 计算机测量与控制. 2016(02)
[7]大俯仰角度的两轴两框架平台稳定技术[J]. 李红光,纪明,吴玉敬,郭新胜,彭侠. 应用光学. 2015(06)
[8]光电稳定平台伺服系统动力学建模与参数辨识[J]. 廖洪波,范世珣,黑墨,范大鹏. 光学精密工程. 2015(02)
[9]基于MATLAB/Simulink的稳定平台控制算法仿真与分析[J]. 彭杨杨,何云峰. 测试技术学报. 2014(06)
[10]单轴稳定平台滑模变结构伺服控制研究[J]. 刘二豪,林辉,龙蛟. 微特电机. 2014(04)
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]高精度多轴稳定平台指向误差的分析与研究[D]. 汤其剑.天津大学 2014
[3]并串联光电稳定平台伺服控制系统研究[D]. 王立玲.河北大学 2014
[4]基于前馈控制的舰载光电跟瞄关键技术[D]. 吕舒.中国科学院研究生院（光电技术研究所） 2014
[5]精密光电稳定平台参数辨识与摩擦补偿控制问题研究[D]. 黎志强.国防科学技术大学 2013
[6]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
[7]光电稳定伺服机构的关键测控问题研究[D]. 张智永.国防科学技术大学 2006
[8]基于图像功率谱的航空图像质量判别技术研究[D]. 修吉宏.中国科学院研究生院（长春光学精密机械与物理研究所） 2005
[9]多框架光电平台控制系统研究[D]. 毕永利.中国科学院研究生院（长春光学精密机械与物理研究所） 2004
[10]机载光电平台的稳定与跟踪伺服控制技术研究[D]. 王连明.中国科学院研究生院（长春光学精密机械与物理研究所） 2002
硕士论文
[1]航空相机内场检测仪设计研究[D]. 姜羿帆.吉林大学 2016
[2]机载两维位置稳定平台控制系统设计与实现[D]. 田礼.电子科技大学 2016
[3]舰载稳定平台伺服系统设计与研究[D]. 任天辉.厦门大学 2014
[4]光电平台视轴稳定与跟踪技术研究及实现[D]. 董小坤.中国科学院研究生院（西安光学精密机械研究所） 2014
[5]CCD全景航空相机调焦及补偿系统故障诊断研究[D]. 王智儒.长春理工大学 2011
[6]精确制导光电导引稳定平台控制系统设计[D]. 陈小祥.哈尔滨工业大学 2010
[7]单轴测试转台控制系统设计[D]. 李子超.哈尔滨工业大学 2008
[8]车载三轴稳定平台控制系统的研制[D]. 吴树平.南京理工大学 2007
[9]基于DSP的BDCM位置伺服系统设计与实现[D]. 姜繁生.哈尔滨工程大学 2007
[10]柔性多体系统动力学的建模研究[D]. 杨东武.西安电子科技大学 2005
本文编号：3064180
【文章来源】：吉林大学吉林省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：82 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
CCD航空相机
在曝光时间内，图样会随着飞机的运动移动一定距离，这样就产生了前像移。如图2.1 所示，飞机在相机曝光的时间内由 O 运动到 O ，在这个时间内地面相对应的物体相对于飞机位置不变，仍然在 A 点。在相机内成像的位置改变，由a移动到a 。此时我们已知相机的焦距为 f，相机相对于地面的高度为 H，相机的运动速度为 v，曝光时间为 t，根据以上数据4
82.1.2 前像移速度与计算如图 2.2 所示、当飞机以速度 v 沿 X 轴向前飞行产生前向像移。图 2.2 飞机飞行时的三维坐标轴见下图 2.3 计算前像移速度：设飞机的航线角度为 ，飞行高度为 H，相机镜头焦距为 f 可以计算出地面物体 A 点前向像移角速度 为： = cos …………………………………(2.3)地面物体 A 点前向像移速度 vx为： = cos ………………………………(2.4)图 2.3 前向像移速度示意图2.1.3 消除飞机飞行产生的像移参数计算本文所描述的 CCD 航空相机前移补偿是通过稳定平台俯仰框带动相机镜头，在拍照过程中产生一个附加的旋转运动来实现的。如图 2.4，当飞机飞行时，在曝光期间之内，地面景物 A 点相对移动到了 ′点，成像点变成了 a a 一条直线。前像移补偿的目的就是为了消除这一条直线，使得 趋近于零 。假若光轴能进行顺时针旋转运动
【参考文献】：
期刊论文
[1]两框架稳定平台模态分析及误差校正方法研究[J]. 桑耀辉,兰勇. 机械工程师. 2018(08)
[2]航空光电稳定平台高性能摩擦力补偿方案[J]. 王正玺,张葆,李贤涛,张士涛,马丙华. 航空学报. 2017(12)
[3]基于优化神经网络的桁架有限元模型修正[J]. 曾小燕,王林. 江苏科技大学学报(自然科学版). 2017(02)
[4]光电跟踪自抗扰控制技术研究[J]. 王婉婷,郭劲,姜振华,王挺峰. 红外与激光工程. 2017(02)
[5]某红外相机稳定平台框架结构设计与分析[J]. 李全超,谭淞年,李蕾,张洪伟. 红外技术. 2016(09)
[6]一种双轴姿态稳定平台的设计与实现[J]. 吕天慧,蔡志娟,朱红,朱如意,陈灿辉. 计算机测量与控制. 2016(02)
[7]大俯仰角度的两轴两框架平台稳定技术[J]. 李红光,纪明,吴玉敬,郭新胜,彭侠. 应用光学. 2015(06)
[8]光电稳定平台伺服系统动力学建模与参数辨识[J]. 廖洪波,范世珣,黑墨,范大鹏. 光学精密工程. 2015(02)
[9]基于MATLAB/Simulink的稳定平台控制算法仿真与分析[J]. 彭杨杨,何云峰. 测试技术学报. 2014(06)
[10]单轴稳定平台滑模变结构伺服控制研究[J]. 刘二豪,林辉,龙蛟. 微特电机. 2014(04)
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]高精度多轴稳定平台指向误差的分析与研究[D]. 汤其剑.天津大学 2014
[3]并串联光电稳定平台伺服控制系统研究[D]. 王立玲.河北大学 2014
[4]基于前馈控制的舰载光电跟瞄关键技术[D]. 吕舒.中国科学院研究生院（光电技术研究所） 2014
[5]精密光电稳定平台参数辨识与摩擦补偿控制问题研究[D]. 黎志强.国防科学技术大学 2013
[6]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
[7]光电稳定伺服机构的关键测控问题研究[D]. 张智永.国防科学技术大学 2006
[8]基于图像功率谱的航空图像质量判别技术研究[D]. 修吉宏.中国科学院研究生院（长春光学精密机械与物理研究所） 2005
[9]多框架光电平台控制系统研究[D]. 毕永利.中国科学院研究生院（长春光学精密机械与物理研究所） 2004
[10]机载光电平台的稳定与跟踪伺服控制技术研究[D]. 王连明.中国科学院研究生院（长春光学精密机械与物理研究所） 2002
硕士论文
[1]航空相机内场检测仪设计研究[D]. 姜羿帆.吉林大学 2016
[2]机载两维位置稳定平台控制系统设计与实现[D]. 田礼.电子科技大学 2016
[3]舰载稳定平台伺服系统设计与研究[D]. 任天辉.厦门大学 2014
[4]光电平台视轴稳定与跟踪技术研究及实现[D]. 董小坤.中国科学院研究生院（西安光学精密机械研究所） 2014
[5]CCD全景航空相机调焦及补偿系统故障诊断研究[D]. 王智儒.长春理工大学 2011
[6]精确制导光电导引稳定平台控制系统设计[D]. 陈小祥.哈尔滨工业大学 2010
[7]单轴测试转台控制系统设计[D]. 李子超.哈尔滨工业大学 2008
[8]车载三轴稳定平台控制系统的研制[D]. 吴树平.南京理工大学 2007
[9]基于DSP的BDCM位置伺服系统设计与实现[D]. 姜繁生.哈尔滨工程大学 2007
[10]柔性多体系统动力学的建模研究[D]. 杨东武.西安电子科技大学 2005
本文编号：3064180
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/hangkongsky/3064180.html
