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光电吊舱无角位移被动减振系统研究

振动与冲击 2012年第16期31卷 88-91,97页

作者：李玉龙何忠波白鸿柏郝慧荣李冬伟军械工程学院石家庄050003

根据某型光电吊舱无角位移减振的需求,利用分级减振的设想,设计了一组内外框架减振器,计算了减振器刚度、阻尼系数范围,并对减振器进行了合理的布局,建立了减振系统的Solidworks三维模型,在ADAMS中进行了振动仿真分析,得出单方向输入时... 详细信息

根据某型光电吊舱无角位移减振的需求,利用分级减振的设想,设计了一组内外框架减振器,计算了减振器刚度、阻尼系数范围,并对减振器进行了合理的布局,建立了减振系统的Solidworks三维模型,在ADAMS中进行了振动仿真分析,得出单方向输入时系统的幅频响应曲线,并对系统参数进行了优化,确定了减振器的刚度、阻尼系数的最优值,结果表明,该系统实现了三向相等刚度,解除了系统三个方向的线振动耦合,保证了荷载基准与底座基准振动状态下无相对角位移。

关键词：被动减振无角位移减振器光电吊舱

金属橡胶减振器在机载光电吊舱复合减振系统中的应用

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振动与冲击 2014年第5期33卷 193-199页

作者：王平张国玉高玉军丁金伟郎小龙长春理工大学光电工程学院长春130022 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所长春130033

为减小载机角振动对光电吊舱成像质量的影响,应用金属橡胶作为隔振元件研制出两种能限制一定自由度的小型金属橡胶减振器,分别嵌入光电吊舱内、外框架减振系统中设计了两级减振系统,从原理上实现了3个方向无角位移隔振。依据振动理论获... 详细信息

为减小载机角振动对光电吊舱成像质量的影响,应用金属橡胶作为隔振元件研制出两种能限制一定自由度的小型金属橡胶减振器,分别嵌入光电吊舱内、外框架减振系统中设计了两级减振系统,从原理上实现了3个方向无角位移隔振。依据振动理论获取了两种减振器轴向、径向刚度和阻尼比等参数并采取特殊工艺制备了金属橡胶减振器。应用ADAMS/Vibration模块对光电吊舱减振系统进行了仿真分析,分析结果显示光电吊舱减振系统固有频率为17Hz左右,角振动幅值最大值为0.0011,并且当频率大于25Hz时,角振动幅值趋近于零,分析结果表明该减振系统对25Hz以上的角振动可以起到很好的抑制作用。最后通过振动试验验证了仿真结果的正确性,与实际测量结果相比,仿真计算结果误差不超过10%,说明光电吊舱减振设计是成功的。金属橡胶减振器在光电吊舱上的成功应用对于光电吊舱振动隔离技术有着重要的意义。

关键词：金属橡胶减振光电吊舱无角位移

面向无人艇的航海雷达与光电吊舱协同环境感知方法

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仪器仪表学报 2021年第8期42卷 154-163页

作者：吴鹏孙备苏绍璟李思达左震国防科技大学智能科学学院长沙410072

为了提升无人艇对典型水面小目标的感知能力,本文对面向无人艇的航海雷达与光电吊舱协同环境感知方法进行了研究。首先,本文采用了高斯滤波和形态学滤波进行航海雷达图像处理;其次,本文研究了深度学习目标检测算法,提出了基于多尺度卷... 详细信息

为了提升无人艇对典型水面小目标的感知能力,本文对面向无人艇的航海雷达与光电吊舱协同环境感知方法进行了研究。首先,本文采用了高斯滤波和形态学滤波进行航海雷达图像处理;其次,本文研究了深度学习目标检测算法,提出了基于多尺度卷积融合结构和空间注意力加强的改进型单个深层神经网络(SSD)目标检测算法模型,提升对弱纹理小目标特征保持性,并在VOC2007数据集和典型水面场景下进行了验证。此外,本文提出了航海雷达与光电吊舱联合目标感知流程,对航海雷达感知目标分布图和光电吊舱感知目标分布图进行融合处理,得到最终的目标分布图,包括目标类别、方位、距离等信息。实验表明,本文的改进算法达到75.3%的平均准确率(mAP),同时保持了64.4 FPS的实时检测速度,航海雷达与光电吊舱能协同有效地对海面目标进行探测。

关键词：航海雷达光电吊舱目标检测协同感知无人艇

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基于灰关联决策的模块化光电吊舱可靠性分析

兵工学报 2016年第8期37卷 1506-1516页

作者：胡东方姬源浩河南科技大学机电工程学院河南洛阳471003

在模块化光电吊舱可靠性分析中引入灰色系统理论,建立了灰色关联度数学模型。依据光电吊舱可靠性的指标特性类别和设计需求完成模块划分,评定了各样本模块的可靠性指标参数。基于改进的灰色绝对关联法,对模型中的分辨系数进行了分析与计... 详细信息

在模块化光电吊舱可靠性分析中引入灰色系统理论,建立了灰色关联度数学模型。依据光电吊舱可靠性的指标特性类别和设计需求完成模块划分,评定了各样本模块的可靠性指标参数。基于改进的灰色绝对关联法,对模型中的分辨系数进行了分析与计算,从接近性角度阐述样本数据线与设计标准线的关联度,实现了模块化光电吊舱的可靠性分析。根据可靠性分析结果对现有光电吊舱模块进行优选,得到光电吊舱产品的初步模块化设计方案。依据最优和次优方案试制试验样机,对两套试制样机的可靠性指标参数进行测试和评定,测试结果与分析结果相吻合。验证了该方法在缩短产品研制周期和研究模块化产品可靠性中的有效性与可行性。

关键词：飞行器控制、导航技术光电吊舱模块化可靠性灰色系统理论灰色绝对关联法

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光电吊舱的分数阶鲁棒控制器设计与仿真

国外电子测量技术 2021年第4期40卷 10-15页

作者：王晨宇王春阳西安工业大学西安710021

针对光电吊舱整数阶模型精确性不高以及传统PID控制器鲁棒性不强的问题,提出一种变阶次算法根据整数阶受控对象模型变阶次得到分数阶受控对象模型,基于分数阶受控模型采用数值最优化分数阶控制器参数整定规则设计光电吊舱的分数阶控制器... 详细信息

针对光电吊舱整数阶模型精确性不高以及传统PID控制器鲁棒性不强的问题,提出一种变阶次算法根据整数阶受控对象模型变阶次得到分数阶受控对象模型,基于分数阶受控模型采用数值最优化分数阶控制器参数整定规则设计光电吊舱的分数阶控制器,对光电吊舱分数阶控制系统与整数阶控制系统进行了仿真对比试验。实验结果表明,提出的变阶次算法得到的分数阶受控对象模型可以很好的逼近原系统并且有着更良好的受控性,同时设计的光电吊舱分数阶控制系统比整数阶控制系统有着更加优越的控制性能,可以达到优化光电吊舱控制系统控制性能的目标。

关键词：光电吊舱分数阶控制分数阶模型扰动抑制鲁棒性

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机载光电吊舱无角位移隔振设计

红外与激光工程 2012年第10期41卷 2799-2804页

作者：王平张国玉刘家燕高玉军黄猛长春理工大学光电工程学院吉林长春130022 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所吉林长春130033

为减小振动对机载光电吊舱成像质量和稳定精度的影响,依据平行四边形原理、隔振理论及吊舱模态分析数据设计了无角位移隔振装置,该隔振装置能够将载机振动引起的角位移转化成线位移并有效地抑制线振动。对无角位移隔振装置进行了动态仿... 详细信息

为减小振动对机载光电吊舱成像质量和稳定精度的影响,依据平行四边形原理、隔振理论及吊舱模态分析数据设计了无角位移隔振装置,该隔振装置能够将载机振动引起的角位移转化成线位移并有效地抑制线振动。对无角位移隔振装置进行了动态仿真分析,仿真结果显示最大线位移仅为0.7 mm,并能够在较短时间内迅速地衰减。利用光学测量法测量了无角位移隔振装置的减振效果,测量结果表明无角位移隔振装置最大角位移为10″,与以往采用金属减振器的隔振方式相比减振效果提高了一个数量级,基本实现了无角位移,减振效果非常明显。外场试飞图像效果也验证了无角位移隔振装置减振的有效性。

关键词：无角位移光电吊舱角振动被动隔振仿真分析

基于时/频域分析的光电吊舱稳定精度测试方法研究

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应用光学 2022年第4期43卷 693-700页

作者：徐飞飞杜言鲁郑蕾姜世洲巩全成王明超西安应用光学研究所陕西西安710065

稳定精度作为光电吊舱的关键性能指标之一,开展瞄准线稳定精度测试方法研究对于光电吊舱测试与验收具有重要意义。结合粗精组合稳定光电系统,提出一种基于时/频域分析的稳定精度测试方法。通过采集随机振动环境下惯性速率传感器和光学... 详细信息

稳定精度作为光电吊舱的关键性能指标之一,开展瞄准线稳定精度测试方法研究对于光电吊舱测试与验收具有重要意义。结合粗精组合稳定光电系统,提出一种基于时/频域分析的稳定精度测试方法。通过采集随机振动环境下惯性速率传感器和光学补偿元件的角位置信号,基于信号时域分析,得到图像漂移角速率、抖动及概率分布情况;基于信号频域分析,得到瞄准线角位置信号的功率谱密度。提出频段稳定精度贡献度,用于评估不同频段对稳定精度的影响程度;采用二级稳定效能提升度,评价二级稳定在不同频段对系统稳定性能的提升程度。该方法可以直观展示图像抖动及概率分布情况,同时给出影响瞄准线稳定精度的频率要素,对于指导机电系统设计具有重要的工程应用价值。

关键词：光电吊舱稳定精度时域分析频域分析

多自由度系统模型在光电吊舱隔振系统设计的应用

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机械强度 2018年第2期40卷 299-305页

作者：王鹏鹏贾宏光薛志鹏厉明关永亮中国科学院长春光学精密机械与物理研究所长春130033 中国科学院大学北京100049 长光卫星技术有限公司长春130032

为减小振动对光电吊舱成像质量的影响,依据多自由度系统模型理论、隔振理论和实际振动环境设计了小型光电吊舱被动隔振系统,该隔振系统能够合理的配置光电吊舱隔振系统的各阶频率。基于多自由度系统模型理论对隔振系统的各阶固有频率进... 详细信息

为减小振动对光电吊舱成像质量的影响,依据多自由度系统模型理论、隔振理论和实际振动环境设计了小型光电吊舱被动隔振系统,该隔振系统能够合理的配置光电吊舱隔振系统的各阶频率。基于多自由度系统模型理论对隔振系统的各阶固有频率进行配置,指导隔振器的空间布局及相对位置、隔振器的三向刚度及阻尼值和隔震系统支架结构的设计。通过Adams/Vibration模块进行仿真分析,利用振动台对光电吊舱隔振系统进行验证试验,结果显示理论计算、仿真分析和振动试验获得的隔振系统各阶固有频率接近,最大误差不超过10%,且在激振力频率92.5 Hz附近隔振效果明显。外场试飞试验也验证了小型光电吊舱隔振系统的隔振性能。

关键词：隔振光电吊舱多自由度

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光电吊舱振动模态测量及隔振系统设计与研究

光电吊舱振动模态测量及隔振系统设计与研究

作者：唐思俊南京理工大学

学位级别：硕士

光电吊舱是一种集光、机、电、算法于一体的复杂机电装置,通过搭载可见光相机、红外相机等光电载荷,实现机载运动过程中快速捕获、实时跟踪目标的功能。但实际工作中,由于载机的快速运动,使得光电吊舱会受到因发动机工作、载体速度变化... 详细信息

光电吊舱是一种集光、机、电、算法于一体的复杂机电装置,通过搭载可见光相机、红外相机等光电载荷,实现机载运动过程中快速捕获、实时跟踪目标的功能。但实际工作中,由于载机的快速运动,使得光电吊舱会受到因发动机工作、载体速度变化以及气流扰动等因素产生的振动干扰,从而降低其检测与跟踪目标的精度。为抑制这类振动干扰,降低其对光电吊舱的影响并保证跟踪精度要求,论文在研究光电吊舱振动模态的基础上,对隔振系统进行设计与研究。由于不同光电吊舱具有不同的内部结构,因而其振动特征各不相同,现以某型两轴两框架光电吊舱为研究对象,通过建立其结构模型,理论分析其结构振动模态特征和模态振型,并采用模态试验的方法,对该型吊舱设备进行模态试验分析,获取其真实模态信息,验证理论分析结果的同时,确定光电吊舱真实的振动特性;为降低振动干扰,先进行了被动隔振系统的设计,建立多自由度隔振模型,合理布置隔振器;借助单自由度隔振系统模型,设计被动隔振系统的参数。为进一步提高隔振效果,在被动隔振基础上,设计基于电磁铁的主被动作动器与控制器,完成主被动复合隔振系统,结合主动隔振和被动隔振优势,实现低能耗、稳定、快速隔振。为验证被动隔振系统和主被动隔振系统设计的可行性和隔振性能,针对被动隔振系统,进行谐响应仿真分析,并进行振动台正弦和随机振动试验;针对主被动复合隔振系统,使用STM32作为主控芯片搭建控制器,采用模糊PID控制方法和MATLAB/Simulink模块进行隔振系统的仿真分析,并搭建实物实验平台,完成振动台正弦试验。实验结果表明,该应用场景下,主被动隔振系统的隔振效果要优于被动隔振系统并且适应性更强。

关键词：隔振系统光电吊舱动力学建模扫频实验