经纬仪光学目标模拟器电控系统的研究
发布时间：2021-08-14 07:41
当今,我国各类有（无）人机、导弹、运载火箭等相关飞行器试验的光学测量任务,主要依靠大口径光电经纬仪来完成,伴随着我国科技事业的迅猛发展,相关试验频率逐年增加,光电经纬仪所承担的任务量与日俱增。因此,对于如何通过电控的方式,实现光电经纬仪专用目标模拟器的多功能、高精度运作,意义重大。本文,主要是对一款光电经纬仪专用光学目标模拟器的电控系统进行了细致的研究。本文综合光电经纬仪系统工作原理、实际工作环境、光学目标特性等相关因素,在大量阅读、分析了国内外各类相关成熟系统与技术的基础上,给出了此款电控系统的设计方案。为实现模拟器多功能、高精度运作的目标,本文将光电经纬仪目标模拟器电控系统大体分为了三个部分,主控分系统、数据通讯分系统、调光调焦分系统。以此为基础,对相关内容进行了缜密而细致的研究。首先,为了使电控系统易于操作,具备对外输出控制命令的能力,通过对国内外相关技术文献的大量阅读与借鉴,本文将主控分系统设计功能定位在借助于数据通讯分系统来指挥调度模拟器调光调焦分系统,使其完成光源切换、光路调焦、镜组伸缩等一系列功能性操作的重要系统。为使其功能具备基本设计基础,硬件部分设计包括主控计算机、显...
【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】：72 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
中科院长春光机所研发的动态锥角目标模拟器工作原理图
?伤媸钡鹘谀勘暌贫?俣龋?庠垂庹涨慷龋??到峁乖诵?稳定，配套伺服系统可靠耐用，被一直延用至今。该模拟器被广泛应用于经纬仪伺服系统的研制过程当中，对伺服系统在动态跟踪精度、多光路动态融合性跟踪、跟踪速率、跟踪短暂遮挡实验、目标捕获等相关内容的研究中起到了很大的作用。该目标模拟器的最新版本，已可以做到自动调节自身与待测设备的相对位置关系。（2）14米焦距平行光管中国科学院西安光学精密机械研究所，在上世纪八十年代研制出了固定式，可电机带动切换靶面的，14米焦距目标模拟平行光管，其工作原理如图1.2所示，是通过调节消色透镜组与发光系统的相对位置关系，使光源所发出的光正好汇聚于消色透镜组的焦面上，此刻，光源所出射的光束经过消色透镜组折射后平行出射，以此光及结构来模拟无穷远位置光源发出的tan角几乎为0的平行光束。该平行光管口径大，焦距长，可供一体式多独立光路设备进行光学检测，可测量细小的角度位移，以及平面十分细微的起伏，可作为摄影光学系统、望远光学系统等无限共轭成像光学系统研制过程中，光机装调与成像效果检测中，必不可少的基准性设备，实用性非常强[8]。图1.2中科院西安光机所研发的14m焦距平行光管西方一些国家，在上世纪八九十年代已经起步研究动态光学目标模拟相关技术，并提出众多光学目标模拟系统研究方案，例如法国弹道和空气动力研究实验室、以色列CI-Systems公司、美国的SantaBarbaraInfrared公司、TexasInstrument公司、Wright研发中心航电设备电子战分部、Sandia国家实验室、英国国防部研究评价局、德国的Leica公司等相关科研机构都投入其中。当今西方尚处于研制阶段的相关光学目标模拟器有：
吉林大学硕士学位论文4SR800R、数字微晶反射镜阵列（DMD）、红外波段液晶光电阀（IRLiquidCrystalLightValves）、电阻阵列目标模拟器、DIMI（DynamicInfraredMissileEvaluator）、TPS4(5)热电阻阵列红外波段场景目标模拟器[9]。举例如下：（1）SR800R离轴式目标模拟系统以色列CI-Systems公司研制的SR800R离轴式目标模拟系统，其实物如图1.3所示。焦距3米，口径300毫米，同时具备可见光与红外两类光源，采用可调式卤素灯模拟可见目标，采用高温黑体模拟红外目标，靶面扰动均匀。使用超高速并行处理伺服计算机引导靶面完成自由旋转运动，可自如切换辐射状、十字丝、玻罗板、不同直径星点、多种型号鉴别率板等目标。通过不同软件程序的转换，可完成多种可见及红外波段设备的实验任务，由于系统精度要求高，镜组重量大，故采用分离式镜组支撑结构，尾部带有温度调焦机构，其相对畸变在光学设计中被控制在百分之0.5左右，故畸变对系统精度的影响相比于其他设备而言较低。该模拟系统光机方面采用离轴式设计，所以，其并不存在普通平行光管目标模拟系统所存在的中心遮拦问题，功能多样，操作简易，实用性强[10]。图1.3以色列CI-System公司研发的SR800R目标模拟系统（2）数字微晶反射镜阵列（DMD）数字微晶阵列（DMD），是由横、纵方向众多小反射镜组成的阵列，阵列之中的每块小反射镜都是一个可以被独立控制的发光像元。阵列之中集成嵌入驱动电路，当黑
本文编号：3342065
【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】：72 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
中科院长春光机所研发的动态锥角目标模拟器工作原理图
?伤媸钡鹘谀勘暌贫?俣龋?庠垂庹涨慷龋??到峁乖诵?稳定，配套伺服系统可靠耐用，被一直延用至今。该模拟器被广泛应用于经纬仪伺服系统的研制过程当中，对伺服系统在动态跟踪精度、多光路动态融合性跟踪、跟踪速率、跟踪短暂遮挡实验、目标捕获等相关内容的研究中起到了很大的作用。该目标模拟器的最新版本，已可以做到自动调节自身与待测设备的相对位置关系。（2）14米焦距平行光管中国科学院西安光学精密机械研究所，在上世纪八十年代研制出了固定式，可电机带动切换靶面的，14米焦距目标模拟平行光管，其工作原理如图1.2所示，是通过调节消色透镜组与发光系统的相对位置关系，使光源所发出的光正好汇聚于消色透镜组的焦面上，此刻，光源所出射的光束经过消色透镜组折射后平行出射，以此光及结构来模拟无穷远位置光源发出的tan角几乎为0的平行光束。该平行光管口径大，焦距长，可供一体式多独立光路设备进行光学检测，可测量细小的角度位移，以及平面十分细微的起伏，可作为摄影光学系统、望远光学系统等无限共轭成像光学系统研制过程中，光机装调与成像效果检测中，必不可少的基准性设备，实用性非常强[8]。图1.2中科院西安光机所研发的14m焦距平行光管西方一些国家，在上世纪八九十年代已经起步研究动态光学目标模拟相关技术，并提出众多光学目标模拟系统研究方案，例如法国弹道和空气动力研究实验室、以色列CI-Systems公司、美国的SantaBarbaraInfrared公司、TexasInstrument公司、Wright研发中心航电设备电子战分部、Sandia国家实验室、英国国防部研究评价局、德国的Leica公司等相关科研机构都投入其中。当今西方尚处于研制阶段的相关光学目标模拟器有：
吉林大学硕士学位论文4SR800R、数字微晶反射镜阵列（DMD）、红外波段液晶光电阀（IRLiquidCrystalLightValves）、电阻阵列目标模拟器、DIMI（DynamicInfraredMissileEvaluator）、TPS4(5)热电阻阵列红外波段场景目标模拟器[9]。举例如下：（1）SR800R离轴式目标模拟系统以色列CI-Systems公司研制的SR800R离轴式目标模拟系统，其实物如图1.3所示。焦距3米，口径300毫米，同时具备可见光与红外两类光源，采用可调式卤素灯模拟可见目标，采用高温黑体模拟红外目标，靶面扰动均匀。使用超高速并行处理伺服计算机引导靶面完成自由旋转运动，可自如切换辐射状、十字丝、玻罗板、不同直径星点、多种型号鉴别率板等目标。通过不同软件程序的转换，可完成多种可见及红外波段设备的实验任务，由于系统精度要求高，镜组重量大，故采用分离式镜组支撑结构，尾部带有温度调焦机构，其相对畸变在光学设计中被控制在百分之0.5左右，故畸变对系统精度的影响相比于其他设备而言较低。该模拟系统光机方面采用离轴式设计，所以，其并不存在普通平行光管目标模拟系统所存在的中心遮拦问题，功能多样，操作简易，实用性强[10]。图1.3以色列CI-System公司研发的SR800R目标模拟系统（2）数字微晶反射镜阵列（DMD）数字微晶阵列（DMD），是由横、纵方向众多小反射镜组成的阵列，阵列之中的每块小反射镜都是一个可以被独立控制的发光像元。阵列之中集成嵌入驱动电路，当黑
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