動(dòng)載體成像振動(dòng)主動(dòng)控制技術(shù)的研究.pdf

1、近年來(lái)隨著現(xiàn)代軍事技術(shù)發(fā)展的需要,偵察情報(bào)在戰(zhàn)爭(zhēng)中的地位愈顯突出.由于固定站的偵察視野受光學(xué)系統(tǒng)的視場(chǎng)角的限制,所獲得的偵察信息相對(duì)較少.為彌補(bǔ)固定站的不足,把偵察系統(tǒng)安放在移動(dòng)站(地面車輛、飛機(jī)、衛(wèi)星等動(dòng)載體)上,這樣可以擴(kuò)大光學(xué)系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)視場(chǎng)和增加收容信息,但是,隨之而來(lái)的是動(dòng)載體振動(dòng)對(duì)光學(xué)系統(tǒng)成像質(zhì)量的威脅和影響.在其它相關(guān)技術(shù)相對(duì)成熟的情況下,航空成像的質(zhì)量主要取決于對(duì)航空成像載體振動(dòng)擾動(dòng)的控制.一般被動(dòng)減振只能抑制高頻擾動(dòng)20

2、-30HZ以上的問(wèn)題,其寬頻帶隔振效果十分有限,不能滿足長(zhǎng)焦系統(tǒng)的高隔離度的要求.由于振動(dòng)主動(dòng)控制技術(shù)具有效果好、適應(yīng)性強(qiáng)等潛在的優(yōu)越性,所以很自然地成為一條抑制振動(dòng)新的重要途徑.本文首先提出采用光學(xué)傳遞函數(shù)作為評(píng)價(jià)機(jī)載光電系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)分辨率工具,并利用它具體分析載體的線性運(yùn)動(dòng)和隨機(jī)振動(dòng)對(duì)像移的影響,從而為計(jì)算線性運(yùn)動(dòng)和隨機(jī)振動(dòng)產(chǎn)生像移的容限提供理論依據(jù).分別對(duì)載體的角振動(dòng)與線振動(dòng)產(chǎn)生的像移進(jìn)行了定量分析,并得出結(jié)論:角振動(dòng)比線振動(dòng)對(duì)成像

3、質(zhì)量影響嚴(yán)重.因此,在機(jī)載成像設(shè)備中應(yīng)嚴(yán)格控制角位移的產(chǎn)生,并應(yīng)該排除平臺(tái)基架的線振動(dòng)耦合成攝像系統(tǒng)角位移.以光學(xué)傳遞函數(shù)為像質(zhì)的評(píng)價(jià)依據(jù),給出了動(dòng)載體成像振動(dòng)控制策劃流程,可為規(guī)劃?rùn)C(jī)載成像設(shè)備振動(dòng)控制指標(biāo)提供方法.結(jié)合創(chuàng)新項(xiàng)目的具體要求,選擇了壓電元件作為振動(dòng)主動(dòng)控制系統(tǒng)的核心元件,它的性能對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的指標(biāo)實(shí)現(xiàn)有著重要影響,因此進(jìn)行了應(yīng)用研究.分析了壓電元件作為振動(dòng)主動(dòng)控制的傳感器和驅(qū)動(dòng)器的依據(jù),壓電元件的基本原理和機(jī)電性能.給出了壓

4、電元件的主要性能和特征值及其測(cè)試方法;壓電元件在使用中的主要特點(diǎn)和應(yīng)注意的問(wèn)題.根據(jù)機(jī)載成像設(shè)備的特點(diǎn)、工作條件,建立了柔性體振動(dòng)控制的模型,并詳細(xì)對(duì)各種反饋方式進(jìn)行了類比;著重對(duì)絕對(duì)加速度反饋進(jìn)行了系統(tǒng)仿真和振動(dòng)實(shí)驗(yàn),該系統(tǒng)在100-180HZ之間的隔振效果明顯,最大值達(dá)到10.45dB;單軸振動(dòng)主動(dòng)控制實(shí)驗(yàn)結(jié)果與理論分析的一致.有力證明了振動(dòng)主動(dòng)控制在航空成像系統(tǒng)中應(yīng)用的可行性和應(yīng)用前景.最后對(duì)多足平臺(tái)的振動(dòng)主動(dòng)控制進(jìn)行了方案和實(shí)驗(yàn)