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军用飞机校靶仪光学系统设计

作　者: 刘娟娟
导　师: 孙强
学　校: 中国科学院研究生院（长春光学精密机械与物理研究所）
专　业: 光学工程
关键词: 飞机校靶仪自准直系统可调焦望远系统照明系统测角
分类号: TH74
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
下　载: 75次
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内容摘要

校靶对保证军用飞机武器系统射击、投放的准确性具有重要意义,传统的校靶方法操作复杂,费时费力,为了改进传统校靶方法,本文根据实际校靶要求,提出了切实可行的校靶方案,并设计了校靶仪光学系统。所设计校靶仪采用双光路光学系统,由像移来反映被测系统的轴偏角,并通过图像传感和数据处理技术得到数字化结果,完成机载武器轴偏角的测量,并指导武器调整到规定的空间位置。所设计光学系统包含三个分系统:自准直系统、可调焦望远系统、照明系统,实现两个基本功能:被测器件与测量单元的中心对准,以及被测器件的角度测量。自准直系统和望远系统共同完成中心对准,建立起角度测量的基准,然后卸下望远系统,由自准直系统完成角度测量。照明系统采用高性能LED作为光源,保证不同环境下校靶仪均能正常工作。校靶仪的工作距离在200～3000mm之间变化,在中心对准过程中,望远系统通过调焦来补偿工作距离的变化,不同工作距离下系统均能良好成像;角度测量过程中,测角范围随着工作距离的增加而下降,成像模拟的结果表明不同工作距离下成像质量均满足实用要求;所设计照明系统有效收集LED的光能,照度分析结果显示分划板照度具有足够的均匀性,像面照度大小满足CCD要求。

全文目录

摘要  5-6
Abstract  6-10
第一章绪论  10-13
  1.1 研究背景  10-11
  1.2 研究目的和意义  11-12
  1.3 本论文研究内容  12-13
第二章军用飞机校靶仪总体方案  13-20
  2.1 光电校靶原理  13-15
  2.2 光学系统实现方法  15-18
  2.3 小结  18-20
第三章光学系统设计和评估方法  20-33
  3.1 光学设计的基本过程  20-23
    3.1.1 建立初始结构  20
    3.1.2 优化设计  20-21
    3.1.3 公差分析  21-22
    3.1.4 样板匹配  22-23
  3.2 像差在光学设计中的应用  23-25
  3.3 性能指标和像质评价方法  25-32
    3.3.1 光学系统的基本性能指标  26-27
    3.3.2 成像质量评价方法  27-32
  3.4 小结  32-33
第四章自准直系统  33-48
  4.1 光电自准直仪的主要参数  33-37
    4.1.1 系统焦距和物镜口径的选择  33-34
    4.1.2 光电探测器的选择  34-37
  4.2 设计思路  37-38
  4.3 设计结果  38-47
    4.3.1 测角范围  38-40
    4.3.2 成像质量  40-45
    4.3.3 测角精度  45-47
  4.4 小结  47-48
第五章可调焦望远系统  48-60
  5.1 设计思路  48-51
  5.2 设计结果  51-59
    5.2.1 调焦系统设计结果  51-54
    5.2.2 物镜系统设计结果  54-56
    5.2.3 对中心系统设计结果  56-59
  5.3 小结  59-60
第六章照明系统  60-65
  6.1 光源选择  60-61
  6.2 照明系统设计  61-64
  6.3 小结  64-65
第七章设计总结与工作展望  65-70
  7.1 系统设计总结  65-67
  7.2 系统的误差来源  67-69
    7.2.1 原理误差  67
    7.2.2 瞄准误差  67-68
    7.2.3 光学零件制造和安装误差  68
    7.2.4 辅助测量反射镜安装误差  68-69
    7.2.5 背景光的影响  69
    7.2.6 空气扰动的影响  69
  7.3 工作展望  69
  7.4 小结  69-70
参考文献  70-72
在学期间学术成果情况  72-74
指导教师及作者简介  74-75
致谢  75

军用飞机校靶仪光学系统设计

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