基于舰载光电设备参考模型扰动估计的前馈控制

在传统前馈控制的基础上引入了基于参考模型的扰动估计来改善舰载光电设备的动态性能,提高其扰动隔离能力,从而提高跟踪精度.分析了传统前馈控制二次扰动问题,结合扰动估计观测器精确估计系统扰动的优点,提出了基于参考模型扰动估计的前馈控制器.介绍了常规扰动观测器的工作原理,分析了观测器应用于舰载光电设备中存在的问题;引入参考模型,构建了参考模型扰动估计的前馈控制器,并给出了相应的结构图和传递函数,分析了它的输出特性和鲁棒性;最后,对本文设计的控制器进行了模型仿真和实验研究并与传统前馈控制方法进行了对比.实验结果表明:基于参考模型扰动估计的前馈控制方法对摩擦力矩扰动和测量误差有良好的补偿效果,固定点指向误差均方根由12.36″提高到5.919″;在靶标以10 s周期转动的动态实验中,跟踪精度均方根误差从20.615 7″提高到13.744″,隔离度提高了12 dB,动态性能显著改善.本文方法结合了前馈控制和扰动估计的优点,能更好地抑制扰动,提高系统的动态性能和跟踪精度.     

光电经纬仪的粒子-卡尔曼联合目标跟踪算法及仿真

针对系统状态方程是线性,观测方程是非线性的被动光电测量问题,分析了常用的EKF法（扩展卡尔曼滤波法）、PF法（粒子滤波法）、UKF法（无迹卡尔曼滤波法）的优缺点,提出了以PF法与EKF法相结合的方法作为光电经纬仪的目标跟踪算法．为解决单台光电经纬仪的不可观测性问题,采用2台交汇的观测数据作为观测量进行计算．通过蒙特卡洛仿真计算,比较了上述各种方法对同一运动模型的跟踪结果,证明PF-EKF法在交汇光电经纬仪的目标跟踪中精度较高,而EKF算法的实时性较高．     

基于二维方孔光栅的平面三维显示

一维狭缝光栅实现平面三维显示具有低成本、光栅参数易于改变和无需对焦的优点,但存在遮挡画面影响亮度的缺点;二维透镜阵列具有全视差且深度感知自然的优点,但存在显示像素低和观察视角小的缺点。为了同时兼顾上述两种方案的优点,结合一维狭缝光栅和二维透镜阵列提出了一种基于二维方孔光栅的平面立体显示方案。Lighttools软件仿真实验结果表明:基于二维方孔光栅的平面三维显示原理可行,其像质因子略小于一维狭缝光栅的像质因子,但继承了一维狭缝光栅和二维透镜的优点,是实现平面三维显示的一种新的发展方向。     

光电经纬仪中激光测距装置光学系统的设计

阐述了在光电经纬仪上应用激光测距装置的重要性,即可实现单台经纬仪确定目标位置.分析了激光测距的原理及测距方程,最后针对光电经纬仪的结构特点,对测距装置的光学系统进行了设计.     

激光无线通信技术在大型靶场光测设备中的应用

提出了一种采用近距离激光无线通信系统来代替导电环进行光测设备机上、机下部分的信号传输,并以单路通信实验对该方案进行了验证.本方案的提出,将改变大型靶场光测设备内部数据传输的传统形式,增加通信带宽,减小设备的体积,使之适合于光测设备未来发展的要求.     

红外图像实时显示与高速存储系统的实现

针对该系统数据量大、传输速度高、存储时间长等特点;为保证系统稳定性,解决丢帧与错帧问题,采用多线程技术,创建显示、存储、同步三个并发执行线程,并根据实际工程项目经验,对串口读写次数加以控制,存储成方便操作的一个大文件.实验表明:实际应用在图像分辨率320×256下(最高测试过1280×1024),像素宽度14位,连续存储30 min以上,帧出错率为0,远低于项目的精度要求标准(帧出错率万分之三),通过判读软件回放,图像清晰,靶目标判读精确,应用到某工程项目中.     

一种高精度非接触位置测量系统

随着导弹技术的发展,位置测量设备的精度要求也不断提高.介绍位置测量系统的现状,研制出一种新的非接触位置测量系统,推导出新的测量方法--三角法测量技术原理,对某型号地空导弹发射车与装填车之间X,Y,Z,α的位置关系进行测量.通过三角知识及误差合成理论,分析出此系统的测量精度,长度(X,Y,Z):±1mm,角度(α):±3′.     

高精度光电跟踪设备主摄影自动调光机构的研究

由于高精度光电跟踪设备所处工作环境比较复杂，随着环境的改变，目标在光电跟踪设备主摄影焦平面上的成像也有不同程度的偏移，为了保证成像质量，应对胶片上的背景光进行控制。本文从保证成像质量出发，介绍自动调光机构的工作原理，详细阐述了自动调光机构的核心元件变密度盘的设计并对调光机构未来的发展趋势进行了阐述。     

高精度光电跟踪设备主摄影自动调光机构的研究

由于高精度光电跟踪设备所处工作环境比较复杂,随着环境的改变,目标在光电跟踪设备主摄影焦平面上的成像也有不同程度的偏移,为了保证成像质量,应对胶片上的背景光进行控制.本文从保证成像质量出发,介绍自动调光机构的工作原理,详细阐述了自动调光机构的核心元件变密度盘的设计并对调光机构未来的发展趋势进行了阐述.     

一种非接触三维位置测量系统

某型导弹填装车为发射车自动装弹前,需要获得两车之间精确的相对位置关系参数.介绍了一种非接触三维位置测量系统,该系统由一组面阵CCD探测器、实时图像处理及快速数据解算系统组成,对三卤钨灯目标与测量系统之间x、y、z、α、β、γ的相对位置关系进行测量,介绍了测量原理,推导出了参数计算公式.实验表明,此系统测量精度满足用户要求,为非接触三维位置测量提供了新的思路.