基于双二维PSD的位姿探测系统的设计
发布时间：2022-10-06 17:32
现代高科技战争中,制导系统是重要的战略威胁力量,其相关研究具有十分重要的意义。制导系统中的导引头完成目标微位移和微角度的位姿探测,提高其探测精度的研究主要集中于探测器和探测光路两方面。用于导引头的探测器有四象限探测器（Quadrant Detector,QD）、电荷耦合器件（Charged Coupled Device,CCD）和位置敏感探测器（Position Sensitive Detector,PSD）等。其中,QD易受大气介质的影响且存在探测死区;而CCD响应速度慢,成本高且对光斑形状有严苛的要求;PSD的成本低,响应速度快,不受光斑大小和形状的限制,适用于空中制导系统。传统的位姿探测方法有光学三角法、激光干涉法和光学自准直法等。其中光学三角法光能损耗较大,对复杂表面的目标探测精度低;激光干涉法结构复杂,成本高;自准直探测法精度高,但是体积通常较大。针对传统探测系统存在的精度低、体积大和实时性差等问题,本文设计了一种基于双二维PSD的位姿探测系统,利用两个PSD并行获得目标的位置和角度信息,提高了响应速度;通过对传统的光学自准直光路进行改进,引入自折返型的光路压缩了主探测光路结...
【文章页数】：92 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
符号对照表
缩略语对照表
第一章 绪论
1.1 研究背景
1.2 研究意义
1.3 研究现状
1.3.1 PSD的研究现状
1.3.2 PSD的应用领域研究现状
1.4 论文的结构和研究内容
第二章 基于双二维PSD的位姿探测系统的测试方案设计
2.1 总体方案设计
2.2 光源模块设计
2.3 控制系统设计
2.4 PSD理论研究
2.4.1 PSD工作原理
2.4.2 PSD选型原则
2.5 本章小结
第三章 光学系统设计
3.1 引言
3.2 原理图设计
3.2.1 传统的探测原理图
3.2.2 主光路设计
3.3 性能参数理论计算
3.4 光学系统仿真
3.4.1 光路仿真
3.4.2 像差分析
3.4.3 像质评价
3.5 光学系统尺寸确定
3.6 本章小结
第四章 PSD信号处理系统设计
4.1 硬件电路设计
4.1.1 I/V转换和放大电路
4.1.2 滤波电路
4.1.3 A/D转换电路
4.2 软件设计
4.2.1 探测算法设计
4.2.2 数据显示
4.3 本章小结
第五章 实验与结果分析
5.1 实验平台搭建
5.2 精度测试实验
5.2.1 位置精度测量
5.2.2 角度精度测量
5.3 实验条件对探测系统的影响
5.3.1 背景光对探测系统的影响实验
5.3.2 入射光强对探测系统的影响实验
5.4 本章小结
第六章 总结与展望
6.1 本文总结
6.2 不足与展望
参考文献
致谢
作者简介
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于改进自抗扰的快速反射镜控制研究[J]. 魏文军,赵雪童. 红外技术. 2018(11)
[2]改进型激光三角测头设计[J]. 张欣婷,亢磊,安志勇,王若帆. 红外与激光工程. 2018(10)
[3]基于单PSD的目标空间位姿测量方法[J]. 黄战华,张亚男,方石,蔡怀宇. 光子学报. 2018(09)
[4]光纤位移传感器在PET瓶胚壁厚测量中的应用研究[J]. 曹育良,韩家广,熊显名. 激光技术. 2018(06)
[5]空空导弹面临的挑战[J]. 樊会涛,张蓬蓬. 航空兵器. 2017(02)
[6]1064nm DBR半导体激光器结构的研究[J]. 王皓. 电子测试. 2017(Z1)
[7]基于位置敏感器件的高精度激光位置检测系统[J]. 程智,董登峰,周维虎,刘鑫. 激光与光电子学进展. 2016(08)
[8]世界导弹武器装备与技术5年发展回顾与展望[J]. 张冬青,蒋琪. 战术导弹技术. 2016(01)
[9]面源红外诱饵对抗成像制导导弹的仿真研究[J]. 童奇,李建勋,方洋旺,李成,童中翔,柴世杰,张志波,贾林通. 红外与激光工程. 2015(04)
[10]定向红外对抗系统干扰性能研究[J]. 唐聪,殷松峰,凌永顺,杨华,张志业. 激光与红外. 2015(01)
博士论文
[1]位置敏感探测器的研究[D]. 黄梅珍.浙江大学 2001
硕士论文
[1]基于PSD的微型化精密光学三维测角系统的研究[D]. 刘学吉.国防科学技术大学 2015
[2]位置敏感探测器（PSD）在振镜性能测试中的应用研究[D]. 张婷婷.南京航空航天大学 2012
本文编号：3687079
【文章页数】：92 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
符号对照表
缩略语对照表
第一章 绪论
1.1 研究背景
1.2 研究意义
1.3 研究现状
1.3.1 PSD的研究现状
1.3.2 PSD的应用领域研究现状
1.4 论文的结构和研究内容
第二章 基于双二维PSD的位姿探测系统的测试方案设计
2.1 总体方案设计
2.2 光源模块设计
2.3 控制系统设计
2.4 PSD理论研究
2.4.1 PSD工作原理
2.4.2 PSD选型原则
2.5 本章小结
第三章 光学系统设计
3.1 引言
3.2 原理图设计
3.2.1 传统的探测原理图
3.2.2 主光路设计
3.3 性能参数理论计算
3.4 光学系统仿真
3.4.1 光路仿真
3.4.2 像差分析
3.4.3 像质评价
3.5 光学系统尺寸确定
3.6 本章小结
第四章 PSD信号处理系统设计
4.1 硬件电路设计
4.1.1 I/V转换和放大电路
4.1.2 滤波电路
4.1.3 A/D转换电路
4.2 软件设计
4.2.1 探测算法设计
4.2.2 数据显示
4.3 本章小结
第五章 实验与结果分析
5.1 实验平台搭建
5.2 精度测试实验
5.2.1 位置精度测量
5.2.2 角度精度测量
5.3 实验条件对探测系统的影响
5.3.1 背景光对探测系统的影响实验
5.3.2 入射光强对探测系统的影响实验
5.4 本章小结
第六章 总结与展望
6.1 本文总结
6.2 不足与展望
参考文献
致谢
作者简介
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于改进自抗扰的快速反射镜控制研究[J]. 魏文军,赵雪童. 红外技术. 2018(11)
[2]改进型激光三角测头设计[J]. 张欣婷,亢磊,安志勇,王若帆. 红外与激光工程. 2018(10)
[3]基于单PSD的目标空间位姿测量方法[J]. 黄战华,张亚男,方石,蔡怀宇. 光子学报. 2018(09)
[4]光纤位移传感器在PET瓶胚壁厚测量中的应用研究[J]. 曹育良,韩家广,熊显名. 激光技术. 2018(06)
[5]空空导弹面临的挑战[J]. 樊会涛,张蓬蓬. 航空兵器. 2017(02)
[6]1064nm DBR半导体激光器结构的研究[J]. 王皓. 电子测试. 2017(Z1)
[7]基于位置敏感器件的高精度激光位置检测系统[J]. 程智,董登峰,周维虎,刘鑫. 激光与光电子学进展. 2016(08)
[8]世界导弹武器装备与技术5年发展回顾与展望[J]. 张冬青,蒋琪. 战术导弹技术. 2016(01)
[9]面源红外诱饵对抗成像制导导弹的仿真研究[J]. 童奇,李建勋,方洋旺,李成,童中翔,柴世杰,张志波,贾林通. 红外与激光工程. 2015(04)
[10]定向红外对抗系统干扰性能研究[J]. 唐聪,殷松峰,凌永顺,杨华,张志业. 激光与红外. 2015(01)
博士论文
[1]位置敏感探测器的研究[D]. 黄梅珍.浙江大学 2001
硕士论文
[1]基于PSD的微型化精密光学三维测角系统的研究[D]. 刘学吉.国防科学技术大学 2015
[2]位置敏感探测器（PSD）在振镜性能测试中的应用研究[D]. 张婷婷.南京航空航天大学 2012
本文编号：3687079
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/jingguansheji/3687079.html
