多自由度伺服系统的非线性解耦控制

多自由度伺服系统各轴之间存在的非线性耦合,是影响系统控制性能的一个重要因素,为了提高系统控制性能,本文研究了多自由度伺服系统的解耦控制．首先建立了多自由度伺服系统的一般化耦合数学模型;然后根据Singh法求出逆系统;最后结合期望的标称线性传递函数,算出解耦控制规律．本算法避开微分几何理论,直接对矩阵进行运算,易于理解．文章给出了应用此方法对3轴仿真转台进行解耦控制的例子．     

车载光电跟踪系统跟踪转台的初始标定

提出了基于坐标变换的目标跟踪转台初始标定方法,用于提高车载光电跟踪系统的跟踪精度.首先,运用坐标变换理论,建立了转台精标定的数学模型,求解了转台标定的变换矩阵;然后,根据转台标定的实际需要,通过合理地分析和近似,推导了一种转台的粗标定方案;最后,将粗标定与精标定方法相结合对跟踪转台进行初始标定实验.实验结果表明,该标定方法提高了初始标定的效率,对大于等于10 km的远距离目标,精标定之后的转台跟踪误差小于0.1°,完全满足车载光电跟踪系统的精度要求.该标定方法已在一批车载光电跟踪系统中得到了成功应用.     

舰载跟踪设备自稳定建模坐标旋转变换顺序研究

在应用转换矩阵表示空间直角坐标系旋转过程的基础上,深入分析了直角坐标旋转变换的内在机理.针对当前舰载跟踪设备进行自稳定建模时只采用一种坐标旋转变换顺序的现状.提出了采用其它变换顺序的问题,并重点解决了绕空间任意直线作坐标旋转的难题.分析结果表明空间目标在船体摇摆后的甲板坐标系内的位置坐标仅与甲板坐标系相对大地坐标系的旋转角度有关,与自稳定建模的顺序无关.     

快速反射镜姿态角的高精度解算

为了提高跟瞄转台出射激光的指向精度,研究了快速反射镜(FSM)姿态角与转台跟踪误差间的关系,提出了FSM姿态角的高精度解算方法。介绍了跟瞄转台出射激光的光路特点和FSM的工作原理;确定了坐标系中入射光与出射光的方向,依据坐标变换理论和光的反射定律,建立了FSM反射镜姿态角与转台跟踪误差间的函数关系。然后,推导出姿态角的解析表达式,描述了姿态角的空间分布规律,并从解析表达式中推出了近似表达式,确定了近似表达式引入的指向误差。最后,通过指向精度实验验证了姿态角解算方法的正确性。实验结果表明:在跟踪误差不超过(A 12.9′,E13.5′)时,应用姿态角解析表达式和近似表达式均能取得优于2.5″的指向精度;跟踪误差增大为(A38.6′,E37.8′)时,解析表达式对应的指向误差仍低于2.5″,而近似表达式对应的指向误差迅速增大为13.2″。得到的结果显示:FSM姿态角的解析表达式不存在原理误差,在任意跟踪误差下均能使出射激光具有高精度指向能力,且其形式简洁,满足伺服控制器快速运算的要求。     

一种高精度高可靠性调焦机构设计

为提高调焦机构的调焦精度和可靠性,设计了一种调焦机构,其主要由双步进电机、丝杠螺母、直线导轨、直线电位计和限位机构组成。文中具体给出了该机构的组成结构,分析并验证了机构的调焦精度,其中双步进电机驱动形式和新限位措施的采用提高了整个机构的可靠性。实验结果表明该机构的调焦精度优于0.01mm,且可靠性得到了很大提高。     

水平式经纬仪坐标转换的研究与应用

为了跟踪测量高轨目标,设计了水平式结构的经纬仪.为了与地平式经纬仪联系紧密,在进行坐标转换时采用了船摇坐标转换公式.同时利用几何关系推导了其它两种坐标转换公式,利用Matlab进行了仿真对比,证明了三种坐标转换的正确性和一致性.并且在系统中都得到了实际应用,在应用中证明了三种坐标转换精度的一致性.本文为水平式经纬仪应用的坐标转换提供了可靠的公式,对其它水平式经纬仪工程应用有很好的借鉴价值.     

舰载红外告警分系统的告警距离研究

红外侦察告警设备在战场上已被广泛采用,而红外告警器的告警距离成为决定红外告警系统设计的关键技术。红外告警器可以装备在固定翼飞机、直升机、舰艇、坦克和底边目标上。本文基于舰载红外告警系统的设计,对两种告警波段的红外告警距离进行了研究,得出了各种不同情况下的红外告警距离,对红外告警距离进行了计算和分析,并建立了数学模型。