基于高精度舰载光电稳定跟踪伺服系统的复用技术研究

摘要

舰载光电跟踪仪稳定系统具有隔离舰船横向和纵向的摇摆扰动能力，能够使视频图像清晰稳定，提高了视频探测设备的性能，同时随着可见光成像系统、热成像红外探测系统、激光测距机等光学探测器的日趋成熟，各个国家海军对舰载光电跟踪仪都进行了深入研究，各种形式、类型的装备层出不穷。 舰载光电跟踪仪可进行海面、空域监视，在有效的范围内，直观的视频图像可帮助指挥人员分辨、识别目标，并纪录视频信息进行查阅，分析、研判及事后取证；其次可对有效范围内的海面、空域的目标进行稳定跟踪，超视距观测、识别可疑来袭目标，使舰船其他系统具有足够时间进行快速反应；其三，稳定系统携带光学探测器输出视频图像，经视频处理器解算，输出高精度目标位置信息供其他系统使用。同时本文根据光电跟踪仪的舰载特点，利用其内部现有的惯性敏感元件和伺服稳定跟踪伺服系统，使舰载光电跟踪仪在完成稳像、侦察、搜索、跟踪等功能的基础上，通过惯性原件的复用研究，结合姿态解算和信息融合技术，得到载体的姿态角、姿态角速度等捷联惯导信息。 本论文依据我公司项目的指标、功能要求，首先深入分析了稳定系统的结构，依据系统的结构和陀螺安装位置，通过坐标变换方法，建立了稳定系统隔离方程，建立整个控制对象的数学模型。本文详解了光电跟踪仪瞄准线稳定控制的组成。对硬件进行了设计，完成主要器件选型。再次，采用捷联方式，利用数学结算，在完成光电跟踪仪基本功能的气体下，实现与姿态信息的融合研究，得到载体捷联惯导信息。

目录

第1章 绪 论

1.1 论文研究的目的及意义

1.2 国内外的研究现状

1.3 本文研究难点

1.4 本文结构安排

第 2章 舰载光电跟踪仪稳定系统的稳定原理分析

2.1 引言

2.2 两轴平台隔离载体运动扰动原理分析

2.3 速率环的光学视轴稳定原理

2.4 本章小结

第 3章 稳定伺服系统复用技术算法设计

3.1 基于视轴稳定系统的姿态信息解算技术原理

3.2 基于视轴稳定系统的航向及姿态信息解算原理框图

3.3 姿态解算数学模型

3.4 本章小节

第 4章 舰载光电稳定复用系统设计

4.1 光电稳定控制系统的组成及原理

4.2 控制系统回路的组成

4.3 主要元件的选型

4.4 控制系统电路硬件的设计

4.5 控制系统软件设计

4.6 本章小结

第 5章 舰载光电控制系统仿真分析

5.1 引言

5.2 建立控制系统系统仿真模型

5.3 控制系统仿真数据分析

5.4 姿态解算精度分析

5.5 本章小结

结论

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果

致谢

个人简历