大口径高倍望远系统的机械稳像平台设计

发布时间：2017-03-18 00:01

  本文关键词：大口径高倍望远系统的机械稳像平台设计，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：大口径高倍双目式望远镜(以下简称大倍率望远镜)的观察效果是普通望远镜所不能比拟的,由于口径偏大(100mm以上),所以具备相对的大视场、大出瞳、分辨率高的特点,观察的效果非常好。同时由于体积、重量都比较大,在使用上存在一定的局限性。在实际运用领域,准军事部门(边防武警和海事、水警)对它都有一定的需求。特别是在海上作业,由于环境的问题,舰船在行动过程中避免不了颠簸,这样实现在运动中对远距离的观察非常有限。本课题是从实际出发,解决民用领域中,在姿态不稳定载具上实现远距离、高倍光学观察的要求。本文主要针对大倍率望远镜的工作条件—体积和重量大,观察精度相对要求低的特点,来选择合适的结构方式和伺服系统,实现稳像的功能,在整机结构和伺服系统的选择方面提出一些初步的解决方案和思路。
【关键词】：民用 高倍望远镜 不稳定载具 伺服系统 稳像
【学位授予单位】：西安工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：TH743
【目录】：

• 摘要3-4
• Abstract4-8
• 1 绪论8-13
• 1.1 开展机械稳像平台研究背景和意义8
• 1.2 当前各种稳像技术的发展8-9
• 1.2.1 光学稳像8
• 1.2.2 电子稳像技术8-9
• 1.2.3 机械式稳像技术9
• 1.3 国内外稳定平台发展现状9-11
• 1.4 论文研究内容11-12
• 1.5 本章小结12-13
• 2 设计分析13-30
• 2.1. 总体设计分析13-26
• 2.1.1 产品在运动中影响观察的主要因素13-15
• 2.1.2 稳像平台系统的确立15-16
• 2.1.3 两轴稳定平台的工作原理16-21
• 2.1.4 光学设计21-23
• 2.1.5 结构设计23
• 2.1.6 电路控制设计23-26
• 2.2 稳像系统的工作原理26-28
• 2.2.1 基准视轴的确立27-28
• 2.3 系统总体框图28-29
• 2.4 本章小结29-30
• 3 系统结构设计30-38
• 3.1 光学系统的结构设计30-34
• 3.1.1 采用翘45°的转像结构方式30-31
• 3.1.2 光学目镜和电子目镜通用接口设计31
• 3.1.3 目镜连接座结构的设计31-32
• 3.1.4 光学目镜32
• 3.1.5 电子目镜的设计32-33
• 3.1.6 外接显示器或图像信号输出模式33-34
• 3.2 平台的机构设计34-36
• 3.2.1 平台底座和框架34-36
• 3.3 伺服系统的结构36
• 3.4 总体结构示意图36-37
• 3.5 本章小结37-38
• 4. 系统模型分析38-43
• 4.1 系统中陀螺的配置38-39
• 4.2 速率稳定环各环节的数学模型建立39-42
• 4.2.1 力矩电机及平台负载传递函数39-41
• 4.2.2 角速率陀螺传递函数41-42
• 4.2.3 功率放大电路传递函数42
• 4.3 本章小结42-43
• 5 主要元器件选型设计43-54
• 5.1 驱动电机选择43-47
• 5.1.1 直流电机43-44
• 5.1.2 转矩计算44-47
• 5.2 角速率陀螺选择47-50
• 5.2.1 MEMS陀螺的工作原理48-49
• 5.2.2 角速率陀螺的选择49-50
• 5.3 A/D转换器及其他器件50
• 5.4. 功率放大电路中运算放大器选择50-53
• 5.4.1 校正装置中运算放大器选择52-53
• 5.5 本章小结53-54
• 6 伺服控制系统设计54-63
• 6.1 拟定伺服系统主要性能指标54
• 6.2 稳定平台控制系统传递函数辨识54-59
• 6.2.1 系统辨识的基本原理54-55
• 6.2.2 稳定平台控制系统电机传递函数辨识55-56
• 6.2.3 稳定平台控制系统角速率陀螺传递函数辨识56-59
• 6.3 稳定平台控制系统建模59-60
• 6.3.1 速度回路建模59
• 6.3.2 位置回路建模59-60
• 6.4 系统校正装置设计60-62
• 6.4.1 校正装置的分类60-61
• 6.4.2 系统校正的性能指标61
• 6.4.3 校正装置的设计61-62
• 6.5 本章小结62-63
• 7. 伺服系统实现63-69
• 7.1 校正装置的实现63-66
• 7.1.1 速度回路校正装置的实现63-65
• 7.1.2 位置回路校正装置的实现65-66
• 7.2 功率放大电路的实现66
• 7.3 陀螺传感器比较电路的实现66-67
• 7.4 电压转换模块的实现67-68
• 7.4.1 7V转5V电路67-68
• 7.4.2 5V转2.5V电路68
• 7.5 隔离度的测试方法68
• 7.6 本章小结68-69
• 8 本论文的主要工作与结论69-70
• 8.1 本论文完成的主要研究工作69
• 8.2 通过本文的研究可以得到以下结论69-70
• 参考文献70-72
• 攻读硕士学位期间发表的论文72-73
• 致谢73-75

【参考文献】

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本文编号：253613