在轨维修后端模块接口机构的研究

在轨维修可以大大的延长空间科学仪器的使用寿命,节省大量的经济成本。为了实现空间望远镜后端模块的在轨操作和更换,设计了一套与之对应的接口机构,能够解决在轨快速定位与安装。根据321运动学定位准则,详细介绍了该接口机构的内部组成和工作原理;然后把该接口机构与后端模块进行组件级有限元仿真,仿真结果表明一阶模态远高于整机基频可以有效地避免发射时候的共振;设计了一套平面内的工装来模拟后端模块,利用等效质量法对整个机构进行重力卸载;搭建实验平台,利用激光跟踪仪来测量整个后端模块的重复定位安装精度,实验数据表明,X,Y,Z 3个方向的重复平移定位误差分别为±5.58μm,±3.24μm及±3.63μm,优于总体指标±10μm;热实验结果表明整个机构可以完全释放由于温度变化产生的形变,具有很高的热稳定性;使入射光线和靶面的相对位置持续稳定,保证了较高的成像质量。为其他空间在轨维护装置提供强有力的参考价值。     

泊松模型预测吹填土地区路基沉降的应用研究

泊松曲线是一种"S"成长型曲线模型,吹填土路基沉降规律与泊松曲线变化规律极其相似。结合某吹填土工程实例,利用泊松曲线模型对吹填土路基沉降进行预测。对比时间间隔为10,20,30 d的预测效果,结果表明:时间间隔为20 d时,泊松曲线沉降预测模型与实测数据吻合较好,尤其是后期误差在4.5%以下。该模型可以为以后的吹填土路基沉降预测提供有益的参考,甚至其成果可以在以后的工程中运用,有一定的经济、社会效益。     

CCD弱目标图像条带噪声消除

光电经纬仪跟踪远距离目标时,在CCD上成像微弱。条带噪声的存在使图像质量下降,掩盖了有效的目标信息,对图像判读造成不利影响。针对条带噪声的功率谱,设计了改进的矩形低通滤波器。首先分析了条带噪声模型及其在频域的分布;然后,介绍了矩形低通滤波器通过加权的方式最大逼近真实噪声而实现噪声滤除的方法,通过实验进行矩形低通滤波器带宽的确定;最后,应用光电经纬仪CCD获得的弱目标图像进行去条带噪声实验,比较该方法与理想低通滤波及高斯带阻滤波去条带效果,结果表明该方法在有效地保留图像基本信息的前提下,获得最佳的去条带效果。     

基于点扩散函数的小目标辐射测量

提出了一种基于点扩散函数(PSF)精确测量尺寸很小或者距离很远的一类小目标的红外辐射特性的方法。该方法在已知目标几何形状的前提下,采用倾斜刃边法测得光学系统的点扩散函数;对目标成像和探测器焦平面阵列采样过程进行建模,得到目标在探测器上成像的模拟图像;通过对红外系统捕获的模拟图像与真实图像进行匹配获得最优化估计的目标亮度、尺寸以及中心位置。最后,通过实验对该方法进行了验证。结果显示:圆形目标温度为70℃,理想几何成像直径大于4个像元时,测得的辐射亮度最大误差为2.35%;目标尺寸(面积)最大误差为1.89%。该方法可用于获取目标和背景辐射特性,测试红外成像系统性能,完成图像复原和小目标定位等。     

基于莫尔条纹的船体横扭角测量方法研究

介绍了传统大钢管法的测量原理及其优缺点,在此基础上提出一种直接测量船体横扭角的方法,基于光栅干涉产生的莫尔条纹的宽度或倾角变化来测量横扭角,发展了莫尔条纹的常规应用,分析了测量原理并进行了精度分析;仿真实验采用CCD探测器接收莫尔条纹图像并进行图像处理,根据条纹宽度变化求横扭角;结果表明在±7′范围内,实验室静态平均测量误差为2.1″;该方法涉及的测量系统不仅体积小、质量轻,便于安装调试,而且精度也比较高。     

船体变形非接触式测角系统精度检测装置的研制

为了检测因环境因素变化造成测量船船体变形的测量设备精度,研制了一种船体变形非接触式测角系统精度的检测装置.该装置以高精度编码器为基准,利用平面反射镜的反射特性,把船体的变形转换为位移量,通过光电接收管接收,最后经CCD进行处理,给出角偏移量.该装置已成功应用于测量船的测角系统中,检测结果证明该装置具有结构简单,装调方便,测量精度高等特点.     

电荷耦合器件激光自准直系统轴系精度分析

随着导弹瞄准精度和射击精度的提高，对于配套的导弹瞄准测量系统的精度要求越来越高。电荷耦合器件(CCD)激光自准直系统的轴系精度很大程度上决定整个仪器的测量精度和使用精度，运用传统的误差理论，分析了影响轴系精度的尺寸、形状、位置误差等各种因素。针对该系统的垂直轴和水平轴的结构特点，进行了详细的轴系精度分析。通过对多批量设备的检测，其结果证明此系统轴系精度非常高，说明其结构设计是合理的。     

凸轮组的磨损程度和相对位置的检测

在很多轻工机械、机电一体化装置中,凸轮机构或凸轮组机构有大量的应用,由于凸轮轮廓与从动件是点接触或线接触,容易磨损,磨损后从动件不能按预期的运动规律进行工作,所以很有必要对凸轮轮廓进行测量并加以曲线拟合和误差分析来反映凸轮的现有状态。本文提出了一种检测方法,能够对凸轮表面磨损程度进行在线、非拆卸、直接检测,并可以对凸轮组之间的相对位置进行检测。对于检测结果,先利用非均匀B样条法对检测数据进行曲线拟合,再经过误差分析得出被测凸轮的理论曲线,进而确定误差值大小。该方法具有测量精确、易于操作、实用性强等优点,可有效反映凸轮轮廓状态。     

小孔内表面在线检测装置设计

针对孔内壁表面上的砂眼、裂纹等疵病造成的精密零件安装调试困难问题,提出一种新型疵病检测系统。首先通过水平运动系统带动测头运动到待测小孔上方,测头固定不动,然后通过竖直运动系统带动测头并采用内窥镜的测量原理提取小孔内表面的图像,最后利用MATLAB进行图像处理。结果表明,此新型检测装置光学测头长为150mm,直径为14mm,能够实现内径为15~20mm,孔深100mm的细长孔内壁测量,并且能够标记孔内壁疵病的具体位置,测量准确且可操作性强。     

角变形实时测量系统中计算机控制系统的实现

研制一种新型的角变形实时测量系统，其利用布设在甲板上的光电自准直平行光管和折转光管等相关设备，通过计算机控制系统实现实时测量艇体两维动态变形量。计算机控制系统接收两组光电自准直平行光管的视频信号，进行实时图像处理，得出动态脱靶量，并对两路图像的测量结果进行叠加得出舰艇的相对变形量。本系统已成功应用在某舰艇的实时测量系统中，准确完成了实时变形的测量任务。