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大范围高动态激光光斑特性参数半实物仿真技术

作　者: 张俊峰
导　师: 佟首峰
学　校: 长春理工大学
专　业: 仪器科学与技术
关键词: 半实物仿真激光光斑特性调焦系统伺服控制加速度滞后补偿
分类号: TP273
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
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内容摘要

本文结合某项目,主要介绍了一种激光目标模拟系统,此系统主要是通过对激光光斑的控制来模拟导弹从发射到击中目标的过程,从而完成对导引头的测试工作。文章主要针对系统中光斑能量调节和光斑大小调节单元进行了设计,并完成了相应的实验。光斑大小调节单元在机械结构上采用的是丝杠的方式,通过控制器控制丝杠的运动,进而通过丝杠来控制镜片的移动,控制丝杠进行运动的电机是直流力矩电机,力矩电机与镜片在连接方式上我们采取的是同轴的连接方式,这样做的好处就是尽量减小存在于齿轮上的传动误差。为了能够实现发散角发生较大的变化,同时镜片的运动距离还要尽量短,决定采用开普勒光学系统。系统工作时只需要利用伺服系统控制离焦光学系统镜组间的间距,就可以实现调焦的目的。光斑能量调节单元在结构上采用两个楔角完全相同的晶体的相对移动,根据朗伯定律,光被透明介质吸收的比例与入射光的光强无关,在光程上每等厚介质吸收相同比例的光。为了实现能量连续、快速调节,通过电机控制晶体的移动,从而改变光路中晶体的厚度,实现对光斑能量的调节。设计完成后通过实验不断修改传递函数和控制参数,最终实现了大范围高动态的激光光斑特性参数调节,论文中的方法与普遍使用的方法进行相互的对比,它主要解决了传统方法中调节范围不够大的问题、传统方法中动态特性不够好的问题、传统方法中线性度不满足要求的问题以及传统方法中需要多级级联等问题,此外,文章中的系统在机械结构的设计上也做了充分的考虑,实现了简单化,在稳定性方面得到了较高的稳定性,且最大程度上降低了加工成本。最后通过实验验证了方法的可行性,通过实验数据得到了相应的实验结论。

全文目录

摘要  4-5
ABSTRACT  5-7
第一章绪论  7-14
  1.1 基本定义  7
  1.2 发展现状  7-8
  1.3 导弹半实物仿真系统中的关键技术问题  8-10
  1.4 发展现状  10-11
  1.5 激光目标模拟系统任务需求分析  11-14
第二章光斑能量模拟单元  14-30
  2.1 主要技术指标及要求  14
  2.2 系统方案选择  14-17
  2.3 衰减器的工作原理  17-21
  2.4 伺服控制板  21-23
  2.5 系统建模  23-25
  2.6 实验系统搭建  25
  2.7 进行系统测试实验  25-30
第三章光斑大小模拟单元  30-45
  3.1 光斑大小模拟单元系统指标  30
  3.2 系统方案选择  30-31
  3.3 调焦系统工作原理  31
  3.4 调焦系统光学设计  31-33
  3.5 调焦系统机械设计  33-34
  3.6 光斑大小电控单元设计  34-35
  3.7 伺服系统建模  35-37
  3.8 伺服系统矫正分析  37-39
  3.9 建立桌面系统  39-45
第四章结论与展望  45-47
  4.1 论文所完成的主要工作  45
  4.2 论文中的创新点  45
  4.3 有待解决的问题  45-47
致谢  47-48
参考文献  48-49

大范围高动态激光光斑特性参数半实物仿真技术

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