湍流大氣中光學(xué)主動(dòng)跟蹤視軸穩(wěn)定性研究.pdf

1、大氣湍流中光學(xué)主動(dòng)跟蹤技術(shù)是一個(gè)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(gè)重要的研究方向。本文以仿真實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)，深入研究了光學(xué)主動(dòng)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(gè)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(biāo)成像系統(tǒng)中，通過(guò)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(guò)對(duì)性能

2、參數(shù)的分析和大氣成像的仿真，得到了一個(gè)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(shì)非常明顯。為了進(jìn)行自適應(yīng)光學(xué)系統(tǒng)的建模仿真，本文對(duì)自適應(yīng)光學(xué)系統(tǒng)的三個(gè)主要組成部分--波前探測(cè)、波前校正和波前重構(gòu)進(jìn)行了系統(tǒng)理論分析。波前重構(gòu)算法是整個(gè)系統(tǒng)建模中最重要的部分，本文詳細(xì)論述了使用基于Zemike多項(xiàng)式的模式法重構(gòu)波前的算法、多項(xiàng)式項(xiàng)數(shù)的選取原則，對(duì)波前重構(gòu)進(jìn)行仿真，驗(yàn)證了算法選取的有效性。 平臺(tái)振動(dòng)是影響視軸穩(wěn)定性的又一重要因素

3、，為了解決這個(gè)問(wèn)題，本文研究了一種復(fù)合軸改進(jìn)的PID控制方法。首先設(shè)計(jì)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(jìn)行性能仿真，并和傳統(tǒng)PID控制進(jìn)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(jìn)行了系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)。 最后為了解決高速高機(jī)動(dòng)目標(biāo)的跟蹤問(wèn)題，本文分析了目標(biāo)跟蹤的基本原理，包括目標(biāo)模型以及基本的跟蹤濾波方法，重點(diǎn)分析了卡爾曼濾波