湍流大氣中光學(xué)主動跟蹤視軸穩(wěn)定性研究.pdf

1、大氣湍流中光學(xué)主動跟蹤技術(shù)是一個重要的研究課題，在軍事和非軍事領(lǐng)域都有著廣泛的應(yīng)用。如何保持跟蹤的視軸穩(wěn)定性以及如何提高跟蹤精度是其兩個重要的研究方向。本文以仿真實驗為基礎(chǔ)，深入研究了光學(xué)主動跟蹤系統(tǒng)中的跟蹤算法以及穩(wěn)定控制技術(shù)。 大氣湍流是影響視軸穩(wěn)定性的一個重要因素，本文首先將傳統(tǒng)自適應(yīng)光學(xué)應(yīng)用于工作在大氣湍流環(huán)境中的目標成像系統(tǒng)中，通過仿真分析其成像性能，在此基礎(chǔ)上，介紹了一種新的校正系統(tǒng)--雙層自適應(yīng)光學(xué)系統(tǒng)。通過對性能

2、參數(shù)的分析和大氣成像的仿真，得到了一個結(jié)論雙層共軛自適應(yīng)光學(xué)系統(tǒng)在大氣湍流校正方面優(yōu)勢非常明顯。為了進行自適應(yīng)光學(xué)系統(tǒng)的建模仿真，本文對自適應(yīng)光學(xué)系統(tǒng)的三個主要組成部分--波前探測、波前校正和波前重構(gòu)進行了系統(tǒng)理論分析。波前重構(gòu)算法是整個系統(tǒng)建模中最重要的部分，本文詳細論述了使用基于Zemike多項式的模式法重構(gòu)波前的算法、多項式項數(shù)的選取原則，對波前重構(gòu)進行仿真，驗證了算法選取的有效性。 平臺振動是影響視軸穩(wěn)定性的又一重要因素

3、，為了解決這個問題，本文研究了一種復(fù)合軸改進的PID控制方法。首先設(shè)計出具有參數(shù)自整定功能的模糊PID控制器，在Matlab環(huán)境下進行性能仿真，并和傳統(tǒng)PID控制進行比較，仿真表明，模糊PID控制器具有非常好的性能。 基于以上研究本文提出了一種提高視軸穩(wěn)定精度的系統(tǒng)總體方案并進行了系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的設(shè)計。 最后為了解決高速高機動目標的跟蹤問題，本文分析了目標跟蹤的基本原理，包括目標模型以及基本的跟蹤濾波方法，重點分析了卡爾曼濾波