复合轴结构的运动关系分析

根据矢量旋转和坐标变换，以及反射镜变换的数学方法，讨论了基本复合轴结构中视线矢量在探测器坐标和基础坐标之间的变换关系，并分析了反射镜作用范围与需要校正的误差的关系，跟踪探测器输出误差信号与物方跟踪误差，以及与跟踪镜控制量的关系。     

激光跟踪仪的动态特性研究

设计制造出一种标准圆轨迹发生器，可为标准反射镜的运动提供高精度的规定轨迹。介绍了在此基础上对激光跟踪仪的动态特性进行的研究和试验结果，并据此提出了激光跟踪仪动态特性评定的参数和方法，用于评价激光跟踪仪对物体运动轨迹的跟踪和测量能力。     

多维精密光学调整架坐标解耦合分析

由于无法对调整架各维调节自由度之间的坐标耦合关系进行量化和补偿校正,一般在光学系统装调中通常忽略坐标耦合情况,造成光学调整的误差.本文通过数学建模与仿真,详细分析了多维精密光学调整架各维运动自由度之间的耦合关系,对多维光学调整架的各维调整量进行分解变换,对各维调整量之间的坐标耦合进行了补偿校正,测试结果表明,该方法可以...     

用激光跟踪仪对SMR反射镜性能进行检测的研究

提出了一种利用激光跟踪仪对球形嵌入式空心角锥反射镜(SMR)性能进行检测及误差评估的方法.该方法用激光跟踪仪,结合多齿分度台作为水平转动基准,对同一个SMR反射镜进行重复多次测量.将SMR反射镜的各种误差因素分离,并对SMR反射镜的顶点与球心的轴向偏差、径向偏差、面夹角误差等因素进行了分析,并指出了此方法的优缺点.     

光电稳定跟踪平台跟踪控制回路性能测试系统

针对光电稳定跟踪平台跟踪性能测试困难的问题,依据光电产品跟踪系统的特点,设计一套光电平台跟踪控制回路性能测试系统。该系统中将运动物体放置在平行光管或者凹面反射镜的焦面处,通过控制物体的运动规律模拟无穷远处运动目标,实现在实验室内对跟踪角速度、跟踪角加速度等指标的测试。实验表明该系统结构简单,测试准确、方便,测试效率高。     

大口径望远镜Coude光路光机结构设计研究

Coude光路是大口径望远镜光学系统必要的组成部分,它将主望远镜的光束进行传递,以使其进入望远镜机下Coude实验室,与子光学系统相耦合.在Coude光路中,存在多块折转反射镜,反射镜之间的相对位置关系影响着系统的成像质量.因此如何保证光学元件之间的位置关系,成为光机结构研究的关键问题.根据系统要求分析并设计了各类型调...     

非线性粘弹性桩耦合运动中的混沌分析

研究轴向周期载荷作用下非线性粘弹性桩纵横向耦合运动中的混沌运动。桩体材料满足Leaderman非线性粘弹性本构关系和近似的非线性几何关系，考虑桩体发生纵横向运动的耦合，得到的方程为耦合的非线性偏微分一积分方程；利用Galerkin方法将方程简化并进行数值计算，揭示非线性粘弹性桩的混沌运动和分岔等动力学行为。     

快速反射镜成象跟踪系统

从快速反射镜机械结构设计、３８０Ｈｚ高帧频成象探测器及数字控制系统三个方面系统地介绍了基于ＡＳＴ３８６计算机的快速反射镜成象跟踪系统。对提高反射镜机械结构谐振频率和高帧频图象实时处理速度及位置测量精度等问题给出了一些解决方法，并提出在数字控制系统中引入插值算法可虚拟地提高系统采样频率，增加系统带宽。最后给出了实验结果。     

一种实现空间光-单模光纤的自动耦合方法

精确定位耦合光斑在光纤端面上的位置是空间光与单模光纤耦合技术的关键.提出由压电陶瓷、控制器、驱动器、光电探测器、耦合透镜及反射镜组成闭环控制系统,使用光栅式扫描初步确定最佳耦合位置后再用五点跟踪法结合一维平动精确定位实现自动耦合.推导出扫描所需步长和时间,详细阐述了光栅式扫描和五点跟踪法原理.实验结果表明,该方法可以在较短时间内根据耦合入光纤的光功率大小自动搜寻到最佳位置,获得59.2%的最大耦合效率,能校正由地表震动、气流扰动等低频干扰造成的数值偏差保持较高的耦合效率.     

提高光电经纬仪跟踪快速运动目标能力的一种方法

考虑到系统稳定性，光电经纬仪跟踪伺服系统一般设计成Ⅰ型系统。Ⅰ型系统存在速度、加速度动态滞后误差。动态滞后误差的大小不但与跟踪系统有关，还与目标运动特性有关。在跟踪快速运动目标时，会因速度、加速度动态误差的增大，导致目标脱离视场，丢失目标。因此提高光电经纬仪跟踪快速运动目标的能力，一直是光电跟踪伺服系统努力的方向。本文给出了一种提高光电经纬仪跟踪快速运动目标的能力的方法：动态1 Ⅰ控制法，并利用SIMULINK建立了跟踪伺服系统动态1 Ⅰ控制法仿真模型。仿真结果表明动态1 Ⅰ控制法是一种提高光电经纬仪踊跃快速运动目标能力的有效方法。     

三轴光电跟踪系统的实时引导

三轴光电跟踪系统是地平式和X-Y式光电跟踪系统的有机组合,可以全方位跟踪空间运动目标,跟踪系统测量值与空间位置的多对一特性决定了跟踪策略的多样性和系统引导的复杂性,跟踪过程中对系统进行实时引导可以提高系统的跟踪精度及其可靠性。各种跟踪策略下三轴光电跟踪系统的引导过程包括:地平式的引导、X-Y式的引导、具视轴偏角的地平式引导、三轴光电跟踪系统的引导等。通过理论分析,给出了各种情况下的引导方法。     

视轴偏心三轴跟踪机架指向精度分析

本文分析了实现大范围空间光电跟踪的视轴偏心三轴跟踪机架的轴系误差.在刚体动力学的基础上,利用姿态变换的方法对视轴偏心的这种新型跟踪机架进行分析,推导出了机架指向精度的具体算法,探索了计算视轴偏心的三轴跟踪机架误差及误差分配的新方法,并针对一跟踪架的具体误差进行了指向精度计算.其中,垂直度误差对指向精度影响最大.     

地平式光电跟踪系统动力学模型分析及其虚拟样机技术仿真

结合动量定理和动量矩定理分析了地平式光电跟踪系统的动力学特性,建立了地平式光电跟踪系统的非线性模型,并用虚拟样机技术对其非线性模型进行仿真.理论分析与仿真结果表明,当方位轴和俯仰轴均以较高的角速度或角加速度运动时,因非线性关系所导致的扰动力矩会严重影响系统的跟踪精度,当地平式光电跟踪系统的俯仰轴相对其各惯性主轴的转动惯量相等时,可彻底解决俯仰轴与方位轴之间的运动偶合关系.     

视轴偏角对三轴光电跟踪系统跟踪过程的影响

地平式、X-Y式光电跟踪系统存在空间跟踪盲区。三轴光电跟踪系统通过跟踪方式切换可以解决空间跟踪盲区问题,但视轴偏角使得脱靶量到轴转动量的转换不同于常规地平式跟踪系统,同时使系统具有不可见区域。分析和仿真表明:视轴偏角较小时,脱靶量与轴驱动量的转换可用常规地平式跟踪系统中的方法近似,否则,需用不同的计算方法;在三轴跟踪系统退化成的地平式跟踪系统的天顶跟踪盲区外即可进行跟踪方式切换。     

太阳能收集和传输的研究

对高精度太阳能抛物面镜收集器和大孔径低损耗PMMA／Ag泄漏型空芯光纤进行了设计与研究，安装在收集器上的光电追踪器保证了入射光线聚焦在抛物面轴上，有利于聚焦光斑有效地传输到空芯光纤内。与传统的太阳能利用装置相比较，本装置不需要进行能量转换，因此效率高，结构简单，可以实现聚焦后太阳能的远距离高效传输。     

Alignment of optical delay lines for long-baseline stellar interferometry.

The problem of aligning an optical delay line for use in long-baseline stellar interferometry is discussed. particular, the development of the Navy Prototype Optical Interferometer alignment system is described. Rapid mirror alignment must be performed with sufficient precision that beam shear is limited to a few millimeters over an optical path length that may exceed 800 m. Two possible alignment algorithms are presented. The first is a null-seeking servo where the mirrors are adjusted to minimize the sum of their angular alignment errors. The second method utilizes a priori knowledge of the mirror separations to minimize the total shear. A number of time-dependent and time-independent errors that affect alignment and alignment stability are also discussed.     

基于DSP的数字化转台伺服系统数字测速的实现

在分析了数字测速方法的原理之后,根据转台伺服系统速度检测方法的现状及DSP更适合数字化测速的特点,用DSP对目前广泛运用于转台伺服系统中的数字测速方法位置差分法(即 M 法)进行了实际应用,并给出了具体的软、硬件实现方法.实践证明,由于DSP自身硬件的特点,使得该方法在不改变原有转台伺服系统硬件设备的基础上,即可完成速度测量,且与原有测速方法相比,测速精度提高了 4 倍.该方法简单、方便,非常适用于那些需要高精度速度检测及位置闭环的场合.     

脱靶量累加前馈补偿电视跟踪器的跟踪误差

电视跟踪系统通常采用速度、位置双闭环控制。前馈控制可以提高跟踪精度但无法实现;速度、加速度滞后补偿,跟踪精度提高有限。动态高型方法是在负反馈控制系统中增加若干积分环节以提高跟踪精度。随着目标速度的提高和光电跟踪设备自动化程度的提高,对电视跟踪器伺服系统的跟踪精度提出了越来越高的要求。本文创新性引出一种斜坡累加补偿方法,通过理论证明和仿真,指出它与动态高型技术高度相似,从而从新的角度解释了动态高型提高跟踪精度的机理,并为动态高型方法在工程上实现电视跟踪伺服系统的跟踪精度的提高提供了坚实的理论依据。     

直流电动机在高精度光电跟踪系统中的应用

高精度光电跟踪系统用以完成对模拟动态目标的准确跟踪 ,要求跟踪元件响应快、动态性能好、精度高 ,因此跟踪元件的性能直接影响系统的跟踪特性和精度。直流力矩电机的优点是调速性能好 ,启动转矩大。正是这一特点 ,在高精度光电跟踪系统中尝试使用直流力矩电机控制反射镜跟踪目标。高精度光电跟踪系统要求在一个较大的视场内实现对静态目标和动态目标的高精度快速跟踪。     

体感交互式上肢镜像康复训练机器人系统

针对脑卒中患者因大脑神经损伤而造成的上肢运动功能缺失,结合镜像疗法的机器人辅助训练可通过促使双侧肢协同运动来有效地促进大脑神经元重塑,从而实现运动功能恢复.为此,将镜像康复理论、虚拟现实技术和机器人技术有效结合,提出一种体感交互式上肢镜像康复训练机器人系统.使用动作捕捉设备采集患者健肢的位姿信息,通过设计人机镜像运动映...