空间高光谱相机调焦机构精度分析与试验

针对空间高光谱相机的使用特性及要求,设计一套调焦范围±3 mm的像面移动式调焦机构,对偏离的焦面进行校正,以满足高光谱相机成像质量要求。介绍调焦机构的工作原理,对调焦机构的传动关系、定位精度进行理论分析;建立调焦机构的动力学模型,进行有限元分析;详细论述编码器码值与CMOS靶面位移关系测试方法,得到真实可靠的调焦公式;动力学试验表明,调焦机构一阶自然频率为182.7 Hz,可以有效地避免共振现象,加速度响应合理,具有较好的强度、刚度;同时在动力学试验前后,对调焦机构分别进行闭环精度测试,定位精度均优于±6μm,试验结果表明调焦机构具有较好的稳定性,满足±10μm的设计指标要求,验证调焦公式以及闭环控制程序设计的有效性。目前,此套调焦机构已经成功在轨运行,各项指标状态良好,满足高光谱相机的成像质量要求。