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导引头测试点源目标/干扰模拟器控制系统研究

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导引头测试点源目标/干扰模拟器控制系统研究

作者：马逸尘西安工业大学

学位级别：硕士

随着现代信息化社会的快速发展,战场环境也愈来愈复杂,为了实现远距离、高精度打击的作战任务,精确制导武器逐渐受到了人们的重视。其中,点源目标/干扰模拟器是一种为红外制导系统提供较为精确模拟目标的红外辐射特性和运动特性的设备,... 详细信息

随着现代信息化社会的快速发展,战场环境也愈来愈复杂,为了实现远距离、高精度打击的作战任务,精确制导武器逐渐受到了人们的重视。其中,点源目标/干扰模拟器是一种为红外制导系统提供较为精确模拟目标的红外辐射特性和运动特性的设备,其应用贯穿于导弹研制的全过程,对于精确制导武器具有重要的意义。基于该需求,本文研究设计了一种点源目标/干扰模拟器,其具有实时性强、多通道、分布式控制的优点。其中,光学系统包括红外光学投影系统和光学合成组件。红外光学投影系统负责生成红外目标源和干扰源,此处采用折射式光学系统,其特点是中心无遮拦,视场角大,成像质量比较好。初始选择三片式结构,材料选择硅和锗。分析光学系统的像差,并进行像质评价,优化设计光学系统。光学合成组件负责将红外目标源与干扰源进行合成,使二者同时进入到导引头内。模拟器的控制系统包括硬件部分和软件部分。硬件部分主要包括可变光阑、黑体、光闸和二轴摆镜。各部分相互配合,改变干扰光斑的位置。其过程为:电机拖动可变光阑实现孔径大小的改变;温控仪控制黑体温度大小;继电器吸合控制光闸开关,实现目标、干扰1和干扰2的快速出现和消失;二轴摆镜的俯仰和水平两轴分别安装电机,电机转动改变角度,最终实现干扰光斑在规定轨迹运动。模拟器控制系统软件部分主要包括本地控制模块设计和远程控制模块设计。本地控制模块指上位机通过HT5001多功能复合采集卡下发指令对下位机进行相应动作的控制;远程控制模块指主控机通过5565型反射内存卡与上位机通讯,进而控制下位机的模块。针对模拟器控制系统设计的软件界面主要包括图像界面和控制界面。图像界面能够实时显示点源目标以及干扰的轨迹;控制界面可以设置下位机相应的参数,即水平轴电机与俯仰轴电机的位置参数、黑体的温度参数、光闸的开关、光阑的孔径大小等。通过控制系统的软件部分的设计,实现了对硬件部分的有效动作控制,同时也实现了对目标源、干扰源的运动及硬件参数的实时监控。最后,为了在实际场景中应用的可靠性,对模拟器分别进行板卡级、实时性和系统级测试,试验结果表明,本文研究的模拟器能够满足导引头的测试需求,可作为红外制导系统及精确制导武器的检测设备进行使用。

关键词：目标/干扰模拟器可变光阑黑体光闸二轴摆镜

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红外寻的导引头检测装置

红外寻的导引头检测装置

作者：张国宾长春理工大学

学位级别：硕士

由于现代战争具有作战环境情况复杂、武器装备技术含量高等特点,武器系统性能的优劣,是决定攻击对抗能力的关键所在。抗干扰能力是衡量导弹武器系统的一项重要指标。在红外寻的导引头的研制和生产中,迫切要求专用导引头检测装置。本课... 详细信息

由于现代战争具有作战环境情况复杂、武器装备技术含量高等特点,武器系统性能的优劣,是决定攻击对抗能力的关键所在。抗干扰能力是衡量导弹武器系统的一项重要指标。在红外寻的导引头的研制和生产中,迫切要求专用导引头检测装置。本课题研究的红外寻的导引头检测装置,采用硬件和软件技术由计算机控制的混合式模拟器。导引头接收到的辐射量与弹幕距离平方有反比关系,由此本文通过改变可变光阑的开口大小,控制辐射量的输出来模拟不同弹目距离上的导引头所接收的辐射。上位机人机界面由VC完成,下位机控制系统由DSP-TMS320F2812作主控芯片。

关键词：红外寻的检测装置 DSP 可变光阑

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特殊口径调光系统的研制及其实验研究

特殊口径调光系统的研制及其实验研究

作者：王义龙哈尔滨工业大学

学位级别：硕士

本文研制了一个通光直径Ф50mm 300mm的特殊口径调光系统,经实验测试,该系统运行平稳,满足光学系统的设计要求,该调光系统的研制为相关领域类似的设计提供了借鉴和理论基础。本文对整个调光系统进行了设计,包括可变光阑片、钢丝滚道轴... 详细信息

本文研制了一个通光直径Ф50mm 300mm的特殊口径调光系统,经实验测试,该系统运行平稳,满足光学系统的设计要求,该调光系统的研制为相关领域类似的设计提供了借鉴和理论基础。本文对整个调光系统进行了设计,包括可变光阑片、钢丝滚道轴承及传动系统的设计和调光系统相关组件的分析与仿真并对调光系统进行了实验测试。首先,对可变光阑片进行了设计计算,为了防止光阑片在摆动过程中由于制造误差及安装误差的存在使活动销钉从活动槽中脱落,对光阑片的活动销孔和固定销孔同时进行了修正,修正结果表明最小通光直径与设计要求相对误差小于5%。其次,利用***的接触力学理论对钢丝滚道轴承的预紧力、预紧量及摩擦力之间的关系进行了理论计算和推导得出了滚动体与钢丝滚道之间的摩擦力,同时,根据Hertz接触理论对滚动体与钢丝滚道之间的接触参数进行了理论分析,并利用***简化计算公式对滚动体与钢丝滚道之间的接触尺寸、接触变形量及最大接触应力进行了实例计算,得出了它们之间具体的接触参数,为钢丝滚道轴承的设计奠定了理论基础。再次,对主镜筒进行了有限元力学分析与仿真,仿真结果显示,主镜筒最大变形位移为0.7μm,网格密化前后最大位移相对变化为2.6%,满足设计要求。此外,还对光阑结构关键零件光阑片进行了模态分析,分析结果显示,光阑片前五阶频率间隔较大,没有出现密频或者重根现象,从结构动力学角度看,光阑片结构设计是合理的。最后,对整个调光系统进行了实验研究,为了获得较高的啮合精度,对蜗杆传动系统进行了磨合,通过磨合,使整个可变光阑系统运行平稳灵活,振动及噪声较小,满足使用要求;利用平衡力法对钢丝滚道轴承的摩擦力矩进行了测量,并将之与理论值进行了比较,得出最大误差为12.41%,最小误差为4.02%;本文对调光系统的设计,从理论设计到实验研究各个步骤均进行了较为详细地阐述或推导,为大口径调光系统的研制提供了设计范例。

关键词：调光系统可变光阑结构设计模态分析钢丝滚道球轴承

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CCD摄像机全自动调光系统

光学精密工程 2002年第6期10卷 588-591页

作者：金龙旭吕增明熊经武中国科学院长春光学精密机械与物理研究所吉林长春130022

在CCD摄像系统中,利用电子快门和可变光阑有机结合,在单片机控制下实现全自动调光,不仅扩大了调光的动态范围,而且可有效地控制对运动目标摄像时产生的像移,其最大像移控制在0 0024mm。这些方法应用到使用空间受到限制的小型电视摄像系... 详细信息

在CCD摄像系统中,利用电子快门和可变光阑有机结合,在单片机控制下实现全自动调光,不仅扩大了调光的动态范围,而且可有效地控制对运动目标摄像时产生的像移,其最大像移控制在0 0024mm。这些方法应用到使用空间受到限制的小型电视摄像系统中具有现实意义。

关键词： CCD摄像机全自动调光系统像移可变光阑电子快门

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LED型彩色可见光目标模拟器

LED型彩色可见光目标模拟器

作者：赵华龙中国科学院研究生院（西安光学精密机械研究所）

学位级别：硕士

仿真模拟设备在导弹等武器研制中占有很重要的地位，对于提高研制效率、减少研制费用具有重要意义。现有的仿真模拟设备以红外和激光系统居多，可见光设备不仅少而且由于其大多体积庞大、抗震性和耐冲击性能差等问题，从而导致了它在多... 详细信息

仿真模拟设备在导弹等武器研制中占有很重要的地位，对于提高研制效率、减少研制费用具有重要意义。现有的仿真模拟设备以红外和激光系统居多，可见光设备不仅少而且由于其大多体积庞大、抗震性和耐冲击性能差等问题，从而导致了它在多轴转台等综合仿真测试系统中的应用受到了限制。本文根据当前武器研制的需求研制了一种以大功率led为光源的新型彩色可见光目标模拟器，弥补了现有一些设备的不足，为提高了仿真测试效果提供了更多、更好的选择。该目标模拟器是在性能稳定的三片式LCD液晶投影仪基础上，结合仿真试验的要求，针对现有投影仪的不足，对其光源系统和投影物镜改造设计而成。用多颗红、绿、蓝三色LED以不同比例并联形成阵列高亮度的二次光源，同时设计了一套与之相适配的聚光和匀光系统。设计了一种特殊的复合椭球体反光杯使得LED发出的光汇聚为近似的平行光，大大提高了LED的光利用率，减小了后续聚光系统的设计难度。由双排复眼透镜组成的柯勒聚光、匀光系统可以提高照射到LCD屏幕上的均匀性和利用率。然后针对仿真模拟的特殊应用要求设计了焦距为400mm的大焦深投影物镜，其中涉及了可变光阑设计以及高性能投影镜头结构的合理设计等。

关键词：可见光目标模拟器投影反光杯可变光阑复眼透镜

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红外目标模拟器的控制系统设计

红外目标模拟器的控制系统设计

作者：邹祖军长春理工大学

学位级别：硕士

红外制导导弹的性能直接影响着导弹的命中率,而导弹的制导性能是由导弹前端的红外导引头控制的。红外导引头的制导性能的好坏就直接决定了红外制导导弹的制导性能。因此,在红外导引头装弹之前对其进行性能测试是十分必要的。由于红外导... 详细信息

红外制导导弹的性能直接影响着导弹的命中率,而导弹的制导性能是由导弹前端的红外导引头控制的。红外导引头的制导性能的好坏就直接决定了红外制导导弹的制导性能。因此,在红外导引头装弹之前对其进行性能测试是十分必要的。由于红外导引头受天气、环境等因素的影响较大,现场调试异常艰难,因而,对红外目标模拟器的研制就显得尤为重要。论文依托某红外目标模拟器研制项目,主要针对目标模拟器中的控制部分进行研究。本红外目标模拟器控制系统主要由上位机、TMS320F2812最小系统、FPGA控制单元、步进电机驱动单元、反馈单元五个部分组成。根据实际的需要,通过TMS320F2812和EP1C6Q240C8的结合,控制SM2045两相混合式步进电机旋转;通过控制可变光阑的孔径大小,来模拟弹目在不同距离不同接近速度下目标的辐射能量变化;通过对整个控制系统进行研究和分析,建立了整个控制系统的数学模型,并利用SIMULINK软件对其进行了仿真。同时,采用增量式PID控制算法对光电编码器反馈的电机转速信号进行了校正,实现了对步进电机转速的精确控制,完成了对红外目标能量的模拟。

关键词：红外目标模拟器可变光阑增量式PID控制

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高轨道准直式红外地球模拟器光学系统设计

高轨道准直式红外地球模拟器光学系统设计

作者：王航长春理工大学

学位级别：硕士

高轨道准直式红外地球模拟器是红外地球敏感器的重要地面标定设备,红外地球敏感器地面标定试验精度的高低,会直接决定卫星在不同轨道高度上的工作精度。为了提高红外地球敏感器的地面测试与标定精度,文中对地球模拟器的光学系统进行研... 详细信息

高轨道准直式红外地球模拟器是红外地球敏感器的重要地面标定设备,红外地球敏感器地面标定试验精度的高低,会直接决定卫星在不同轨道高度上的工作精度。为了提高红外地球敏感器的地面测试与标定精度,文中对地球模拟器的光学系统进行研究以及优化设计。本文介绍的地球模拟器是将地球光阑放于锗准直透镜的最佳成像面上,使得通过地球光阑的光经过光学系统后,以平行光被红外地球敏感器所接受。同时根据卫星在同步轨道、更高轨道和较低轨道所使用的红外地球敏感器地面标定试验的需求,采用更换地球光阑的方案,提供了三种不同的地球张角。计算结果表明,地球模拟器边缘处成像清晰,且三种不同轨道的地球张角误差均小于±0.050。本文设计的地球模拟器可准确在实验室内模拟卫星在太空中所看到的地球,满足了地球模拟器张角标定的要求。

关键词：地球模拟器锗准直透镜红外光学系统可变光阑