基于有限元分析的长条状主镜支撑结构设计

从满足空间望远镜主镜在复杂工况下综合面形误差要求的角度出发,介绍了大尺寸长条状主镜组件材料和主镜结构的选择确定原则;采用理论分析与有限元计算工具相结合的手段,对主镜支撑结构进行了分析与设计.分析计算表明,若主镜组件采用刚性支撑设计,主镜综合面形误差将远远超出设计要求;而采用柔性支撑设计,当柔性支撑筋板高度取46 mm、厚度取1.7 mm时,主镜组件的动态刚度可达97.4 Hz;镜面综合面形误差分别达到63.1 nm、39.3 nm和59.6 nm;主镜组件最大变形分别达到24.6 μm、21.4 μm、7.4 μm,各项指标满足设计要求.平衡稳定性校核表明,当空间相机发射时,柔性支撑筋板不会发生失稳.     

红外双波段双视场成像告警系统设计

针对复杂环境下远距离点目标弱目标探测的需求,设计了红外双波段双视场成像告警系统。为提高其目标探测能力以及环境适应能力,该系统采用高阶非球面,减少系统镜片数量,提高系统透过率,同时校正轴上、轴外像差及高级像差,提高系统成像质量;采用光学被动消热差方式,实现了光学系统-40~60℃的无热化设计。采用旋转电磁铁为驱动元件,实现了80 ms大/小视场切换速度以确保目标在视场切换过程中不丢失。采用电限位、机械限位以及磁力锁紧机构作为限位组件,实现了大/小视场切换后光轴晃动小于两个像素的稳定精度。设计结果表明,该红外成像告警系统光机结构设计合理、结构紧凑、成像质量好,满足目标探测要求,在红外成像告警领域具有较好的应用前景。     

相变热控在高空光学遥感器CCD组件中的应用

为保证高空光学遥感器CCD组件所需的温度水平,利用石蜡类材料的相变储热特性,设计了一种相变热控方案。分析了相变热控中封装容器及导热增强体材料。利用热平衡方程,计算了相变材料用量,设计了封装容器及导热增强体。通过CCD组件热试验测试了热控方案的热控效果。结果表明:在CCD组件连续工作2 h情况下,未采用相变热控方案的CCD组件温度范围为18～41.4℃,而采用相变热控方案的温度范围为18～28℃,满足热控指标要求。该相变热控已成功应用于某高空光学遥感器,可以作为其他航空光学遥感器CCD组件热控设计的参考。     

临近空间光学遥感器热设计

为了保证光学遥感器在平流层空间热环境中安全可靠地工作,对工作在平流层内的光学遥感器进行了热分析。分析了运行在25 km以上空间的飞艇要经历的平流层的环境特点,包括平流层内的大气密度、温度分布等。建立了平流层光学遥感器的传热数学模型,分析了遥感器的迎风面、侧面和背风面在顺风飞行和逆风飞行情况下的对流情况,计算得到在逆风飞行和顺风飞行时迎风面、侧面、背风面的对流换热系数分别为5.009,8.259,3.33 W/(m2.K)和2.609,2.959,1.005 W/(m2.K)。最后,根据稳态换热平衡方程,利用热分析软件分析了光学遥感器在两种极端工况下的温度场分布。结果显示,采用热控措施后光学遥感器的轴向温差从15°减小到了2.7℃,飞艇与空气的对流换热系数随着它们之间的相对速度的增大而增大。结果表明,本文采用的热控手段可以减小遥感器的温差,这为进一步开展平流层光学遥感器的热分析奠定了基础。     

高效无声破碎剂在钢筋混凝土机架桥拆除中的应用

豆腐窝分凌闸位于山东省齐河县境内黄河左岸大堤上，兴建于1972年。在涵闸管理中发现其机架桥大梁底部和侧面裂缝较多，虽对部分严重者进行了处理，但效果不理想。1994年8月对1～4号孔8根大梁进行全面检测，共计发现裂缝701条，裂缝最宽达2．0mm，部分钢筋锈蚀严重，混凝土碳化较深，因此决定对大梁进行改建加固处理。1995年4月开始对1、3、5、6、7号孔机架桥进行改建，在施工过程中，其拆除工作的快慢将直接影响整个施工进度，为确保改建工程按时完成，拟采用高效无声破碎剂分块吊御拆除方案。1高效无声破碎刘性能及特点高效无声破碎剂（简…     

圆柱螺旋扭簧在无间隙直线传动机构中的应用

在研究一种钢带无间隙直线传动机构的过程中,提出一种采用圆柱螺旋扭簧实现钢带张紧的新方法.介绍了钢带无间隙直线传动机构的工作原理;详细介绍了圆柱螺旋扭簧的张紧作用;分析了在运动周期内圆柱螺旋扭簧张紧扭矩的变化对钢带所受拉力和弹性变形的影响,以及引起的编码器输出误差,并给出了数学公式.对设计结果进行了验证,结果表明,圆柱螺...     

基于单帘快门的数字相机调光系统

采用单帘式快门配合CCD增益控制曝光量的调光方法,设计了面阵CCD相机的调光系统,以使面阵CCD相机在宽照度视场范围和较短的拍照周期内获得正确的曝光量.分析了航空成像传输过程中的影响因素,结合单帘式快门的曝光原理推导出曝光量的数学表达式.通过确定CCD的最佳曝光量,建立了快门狭缝速度、CCD增益和目标照度之间的对应关系.然后,由光电池采集地面目标的照度信号,根据采集的信号控制狭缝速度和CCD增益.最后,测试了快门辊轴的稳速精度.结果表明,对系统分别输入6 300、4 170和1 200 r/min的阶跃输入信号时,快门的稳速精度达到0.033.根据得到的稳速精度并考虑快门的曝光量误差,得到快门的曝光精度为0.091.在实验室进行了地面照相试验,测试系统获得的曝光量为1 833 DN,计算得到的系统曝光精度为0.066.结果显示利用单帘式快门和CCD增益相结合的方法能够使CCD获得正确的曝光量,捕获的图像满足使用要求.     

带干扰观测器的航空相机前向像移补偿控制器

研究了飞机姿态角速度变化的不确定性扰动对相机反射镜前向像移补偿效果的影响,设计了带有干扰观测器的伺服控制方案来抑制干扰.介绍了一种基于力矩扰动作用的反射镜系统数学模型.采用干扰观测器将外部力矩干扰及模型参数变化造成的实际对象与名义模型输出的差异等效到控制输入端.然后,在控制中引入等效的补偿来实现对干扰的抑制.最后,应用该方法设计了带有干扰观测器的控制器对相机反射镜组件进行像移补偿控制.与先进的PID方法的比较结果表明:在相同扰动作用下基于干扰观测器的补偿控制算法得到的干扰前向像移残差减小了40％～60％左右.该方法提高了相机反射镜前向像移的补偿精度和补偿控制的鲁棒性.     

大倾角远距离航空成像的修正系统误差定位方法

针对目前对地目标定位算法在大倾角远距离航空成像应用时定位误差较大的问题,提出了一种修正系统误差定位方法。对大倾角远距离航空成像系统的系统误差进行分析与建模,给出了包含系统误差修正模型的对地目标定位算法,并针对残余误差的获取问题,进一步提出了一种依据地面控制点估计残留误差参数的方法。仿真结果表明,依据地面控制点估计残留误差参数,可将残留误差降为1/10。飞行试验数据验证,在进行大倾角远距离航空成像目标定位时,通过修正系统误差可将定位误差平均值从401 m缩小到97 m。修正系统误差定位方法可以有效提高在大倾角远距离航空成像应用时对地目标定位的准确度。     

精密测角法中测量误差对内方位元素标定的影响

通过误差传递推导误差公式,确定了各参数对内方位元素精度的影响关系.为了明确对相机内方位元素精度的影响因素,对像点位置坐标精度和物方视场角精度与相机内方位元素精度的关系进行研究.在现有的精密测角法的基础上,推导关系公式来确定各参数对内方位元素精度的影响关系.对采样点各个数据的精度及其组数对结果精度的影响进行讨论.结果表明:在像点位置坐标标准差1μm内,物方视场角极限误差0.7"内,位置坐标精度对主距f精度影响较大,而物方视场角精度对主点x0精度影响较大;测量数组数(采样点数)量对结果误差有很大的影响.实验证明:该影响与实际结果相符.