半主动激光制导仿真系统研究

摘要

随着半主动激光制导武器在军事中的广泛应用,半主动激光制导仿真系统在半主动激光制导武器开发中有着越来越重要的意义。半主动激光制导仿真系统可以加快武器开发速度,节约研究费用。本文设计了一种基于直流伺服电机的半主动激光仿真系统。针对半主动激光制导引导头的陀螺仪精度较低,响应较慢的缺点,并与半主动激光制导仿真系统实际相结合,采用直流伺服电机构建二维旋转平台替代陀螺仪。这样不仅提高了系统精度和响应度,还大大降低了成本。
　　本文分析了半主动激光制导原理和光电探测和跟踪原理,主要完成了接收系统光路结构,接收系统的光路结构使得发出的激光信号在目标上的的反射光能够正确成像于 PIN四象限光电探测器上;接收系统的信号放大处理电路,将PIN四象限光电探测器所输出的电流信号经放大、处理转换为电压信号,最终得到反映光斑中心在X方向和Y方向的偏移量并输入后期数据处理的电压信号。分析了伺服系统控制原理,以FPGA为数据采集和电机控制核心,完成了对误差信号、反馈电流和编码器脉冲的数据采集和电机控制器的硬件设计和调试工作。根据位置伺服控制原理设计了电机控制算法,完成相应功能的编程、仿真和调试工作。通过对实验数据的分析和处理,得到光斑中心在X和Y方向偏移量与输出电压信号的关系,分析了误差产生的原因,提出改进的意见和方法。通过控制伺服电机对各种波形的跟踪,了解系统实际性能,并提出了算法改进。本文设计的半主动激光制导仿真系统具有运行性能良好、调试方便等特点。