红外热像源二维转台的设计研究
发布时间：2021-06-29 11:12
红外制导导弹在机载导弹中应用十分广泛,近距离及中远距离可以灵敏捕捉红外热源信号,产生有效打击。其导引头的捕捉信号的能力是关键。在分析了红外制导原理的基础上,设计了一套基于高精度二维转台的红外热像源地面模拟系统,即红外热像源二维转台系统,用来检测导弹捕捉与跟踪信号能力。在制定设计方案基础上,对不同的框架结构进行对比和选型,选择适合本系统的U-U型框架结构。在确定转台布局的基础上,对红外热像源二维转台的光学系统进行设计。运用有限元及温度场分析方法对光学系统的稳定性、运动状态下的可靠性、温度场下形变对光路精度的影响,设计校核了光学系统。采用挡光板、绒布的设计方法,降低了系统噪声,进一步提高光源信号品质。在完成光路设计、确定负载的大小及形式的基础上,制定红外热像源二维转台机械系统整体方案、设计流程。主要对俯仰机构、方位机构进行设计。对系统进行动平衡进行分析,建立仿真模型,通过有限元软件进行静力学、振动模态分析,保证了检测系统满足工作时的精度要求。通过静力学分析,横臂力矩最大位置处（水平位置）光学横臂的形变量在误差范围之内,满足设计要求,并在应力最大位置处做补偿设计；通过模态分析检验红外热像源二...
【文章来源】：南京理工大学江苏省 211工程院校
【文章页数】：69 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
1.1 课题来源及研究意义
1.2 红外制导简介
1.3 红外热像源二维转台的国内外研究现状
1.4 本文主要研究内容
2 红外热像源二维转台总体设计技术指标分析及总体方案设计
2.1 系统设计要求及主要设计技术指标
2.1.1 红外目标源部分主要技术指标
2.1.2 二维转台装置部分主要技术指标
2.1.3 伺服控制系统主要技术要求
2.1.4 可靠性及环境试验要求
2.2 设计技术参数对检测系统及设计的影响研究
2.2.1 红外目标源设计参数影响分析
2.2.2 二维转台装置设计参数影响分析
2.3 二维转台机构系统总体设计
2.4 结论
3 光学系统设计
3.1 光学系统总体设计
3.2 光路设计及滤光片架、光阑小孔盘及镜架设计
3.2.1 光路设计设计
3.2.2 滤光片架、光阑小孔盘及镜架设计
3.3 光学系统配件选型
3.3.1 黑体的选配
3.3.2 衰减片和光阑及光功率的确定
3.4 光学镜片的温度场分析
3.5 加工装配完成整体展示
3.6 结论
4 高精度二维转台结构设计
4.1 机械系统设计
4.1.1 机械系统总体设计
4.1.2 俯仰机构设计
4.1.3 方位机构设计
4.2 动平衡计算及机械系统配件选型
4.2.1 转台双方向动平衡计算
4.2.2 减速机及伺服电机的选型
4.2.3 转台轴承的选型
4.3 机械系统中关键部件的有限元分析
4.3.1 光学横臂工作中形变量分析
4.3.2 方位支撑架工作中形变量分析
4.3.3 二维转台整体的模态分析
4.4 加工装配完成整体展示
4.5 结论
5 二维转台控制系统设计
5.1 控制系统总体设计
5.2 系统控制器(上位机)设计
5.3 控制软件设计
5.4 控制操作界面设计
5.5 系统调试
5.6 总结
6 总结与展望
6.1 本文工作小结
6.2 本文创新点
6.3 有待进一步研究的问题
致谢
参考文献
附录
【参考文献】：
期刊论文
[1]便携式红外目标模拟器的设计[J]. 李玺,李艳. 火力与指挥控制. 2012(01)
[2]摩擦力矩对舰炮随动系统低速平稳性的影响[J]. 吴宇航,崔敏. 火力与指挥控制. 2011(07)
[3]低温点源黑体关键技术及国内外发展现状[J]. 许杰,杨林华,李娜. 航天器环境工程. 2011(02)
[4]高精度转台速度稳定性研究[J]. 杜璧秀,张淑梅,高慧斌,张玉良. 光电工程. 2011(03)
[5]面源红外定标黑体控温热分析[J]. 杨建斌,张文瑞,柏树,刘玉魁. 真空与低温. 2011(01)
[6]面源红外干扰弹对抗红外成像制导导弹的仿真研究[J]. 孔晓玲,马胜贤,杜玉萍,林涛. 指挥控制与仿真. 2011(01)
[7]光学窗口形变对平行光管光学性能影响分析[J]. 许亮,李创,樊学武. 应用光学. 2010(06)
[8]基于ANSYS的R6105柴油机曲轴的模态分析[J]. 范校尉,樊文欣. 机械设计与制造. 2010(11)
[9]可调对比度光学无穷远目标源设计[J]. 叶露,谷立山,沈湘衡. 应用光学. 2010(05)
[10]小视场红外探头标定用离轴反射式平行光管设计[J]. 于剑,张国玉. 长春理工大学学报(自然科学版). 2010(01)
博士论文
[1]陀螺稳定光电跟踪平台伺服控制系统研究[D]. 姬伟.东南大学 2006
硕士论文
[1]二维转台控制系统[D]. 魏光宇.长春理工大学 2010
[2]红外月球模拟器光学系统设计[D]. 于爽.长春理工大学 2010
[3]二维转台的抗冲击研究[D]. 谢洪君.长春理工大学 2010
[4]二维精密转台动力学特性仿真分析[D]. 铁维泽.长春理工大学 2009
[5]三轴仿真转台设计及动力学研究[D]. 李强.哈尔滨工程大学 2007
本文编号：3256341
【文章来源】：南京理工大学江苏省 211工程院校
【文章页数】：69 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
1.1 课题来源及研究意义
1.2 红外制导简介
1.3 红外热像源二维转台的国内外研究现状
1.4 本文主要研究内容
2 红外热像源二维转台总体设计技术指标分析及总体方案设计
2.1 系统设计要求及主要设计技术指标
2.1.1 红外目标源部分主要技术指标
2.1.2 二维转台装置部分主要技术指标
2.1.3 伺服控制系统主要技术要求
2.1.4 可靠性及环境试验要求
2.2 设计技术参数对检测系统及设计的影响研究
2.2.1 红外目标源设计参数影响分析
2.2.2 二维转台装置设计参数影响分析
2.3 二维转台机构系统总体设计
2.4 结论
3 光学系统设计
3.1 光学系统总体设计
3.2 光路设计及滤光片架、光阑小孔盘及镜架设计
3.2.1 光路设计设计
3.2.2 滤光片架、光阑小孔盘及镜架设计
3.3 光学系统配件选型
3.3.1 黑体的选配
3.3.2 衰减片和光阑及光功率的确定
3.4 光学镜片的温度场分析
3.5 加工装配完成整体展示
3.6 结论
4 高精度二维转台结构设计
4.1 机械系统设计
4.1.1 机械系统总体设计
4.1.2 俯仰机构设计
4.1.3 方位机构设计
4.2 动平衡计算及机械系统配件选型
4.2.1 转台双方向动平衡计算
4.2.2 减速机及伺服电机的选型
4.2.3 转台轴承的选型
4.3 机械系统中关键部件的有限元分析
4.3.1 光学横臂工作中形变量分析
4.3.2 方位支撑架工作中形变量分析
4.3.3 二维转台整体的模态分析
4.4 加工装配完成整体展示
4.5 结论
5 二维转台控制系统设计
5.1 控制系统总体设计
5.2 系统控制器(上位机)设计
5.3 控制软件设计
5.4 控制操作界面设计
5.5 系统调试
5.6 总结
6 总结与展望
6.1 本文工作小结
6.2 本文创新点
6.3 有待进一步研究的问题
致谢
参考文献
附录
【参考文献】：
期刊论文
[1]便携式红外目标模拟器的设计[J]. 李玺,李艳. 火力与指挥控制. 2012(01)
[2]摩擦力矩对舰炮随动系统低速平稳性的影响[J]. 吴宇航,崔敏. 火力与指挥控制. 2011(07)
[3]低温点源黑体关键技术及国内外发展现状[J]. 许杰,杨林华,李娜. 航天器环境工程. 2011(02)
[4]高精度转台速度稳定性研究[J]. 杜璧秀,张淑梅,高慧斌,张玉良. 光电工程. 2011(03)
[5]面源红外定标黑体控温热分析[J]. 杨建斌,张文瑞,柏树,刘玉魁. 真空与低温. 2011(01)
[6]面源红外干扰弹对抗红外成像制导导弹的仿真研究[J]. 孔晓玲,马胜贤,杜玉萍,林涛. 指挥控制与仿真. 2011(01)
[7]光学窗口形变对平行光管光学性能影响分析[J]. 许亮,李创,樊学武. 应用光学. 2010(06)
[8]基于ANSYS的R6105柴油机曲轴的模态分析[J]. 范校尉,樊文欣. 机械设计与制造. 2010(11)
[9]可调对比度光学无穷远目标源设计[J]. 叶露,谷立山,沈湘衡. 应用光学. 2010(05)
[10]小视场红外探头标定用离轴反射式平行光管设计[J]. 于剑,张国玉. 长春理工大学学报(自然科学版). 2010(01)
博士论文
[1]陀螺稳定光电跟踪平台伺服控制系统研究[D]. 姬伟.东南大学 2006
硕士论文
[1]二维转台控制系统[D]. 魏光宇.长春理工大学 2010
[2]红外月球模拟器光学系统设计[D]. 于爽.长春理工大学 2010
[3]二维转台的抗冲击研究[D]. 谢洪君.长春理工大学 2010
[4]二维精密转台动力学特性仿真分析[D]. 铁维泽.长春理工大学 2009
[5]三轴仿真转台设计及动力学研究[D]. 李强.哈尔滨工程大学 2007
本文编号：3256341
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/jingguansheji/3256341.html
