激光瞄具多轴一致性检测系统研究

激光瞄具是集激光测距、激光制导照射等多光轴为一体的光电系统,在现代武器装备平台上得到了广泛应用。多光轴系统在设计、制造与应用的过程中,各光轴之间的平行性对整个系统的性能和精度都有直接的影响。因此,必须对激光瞄具的多轴平行性进行检测,以提高激光瞄具的精度,从而提高武器的命中率。本文介绍了常规的光轴一致性检测方法,并结合实际的检测精度与要求,设计了一种离轴抛物型的数字化检测系统。通过对系统总体精度进行分析,基本能满足平行度误差为0.05mrad的要求。     

两相驱动型时栅位移传感器测角系统误差建模与分析

为了进一步拓展时栅位移传感器的应用范围,在传统场式时栅位移传感器测角系统的基础上,提出了一种两相驱动型时栅位移传感器测角系统,该系统以低分辨率、低成本的圆光栅和直接数字频率合成器构成了一种新的“时间行波”,结合传统时栅位移传感器的处理技术,构成一个新的测角系统。对该测角系统的误差模型进行研究,实验结果表明：该测角系统的主要误差成分为光栅信号的不正交、不等幅与残余直流电平三项误差源,通过该误差模型可以有效地减小时栅位移传感器的原始误差、提高了测角系统的测量精度,精度达到±3.2″。     

折转光管装校方法研究与误差分析

针对长距离光线折转后光轴平行性精度较低的问题,提出了一种用于高精度折转光管的装校方法。利用数字光电自准直仪、高精度五棱镜和平面反射镜构成了光管准直光线检测系统,对折转光管进行装校。给出五棱镜光线折转的工作原理、自准直光路构建方法、光管装校方法和检测过程中可能存在的误差大小以及修正方法。通过实验证明,利用本文提出的方法及装置可使折转光管光轴平行度达到2″,避免了使用大型平面反射镜装校时,因面形因素产生的误差。检测装置简便、灵巧、精度较高。     

利用发散角检验全固体绿光激光器工作物质的粘接质量

以LD泵浦的三明治腔结构的Nd:YVO4全固体绿光激光器为例,从理论上分析了激光光束的发散角与激光晶体端面与光轴垂面的平行度误差之间的关系,并通过实验进行检验,结果表明,利用这种方法可以方便的确定出激光晶体端面与光轴垂面的平行度误差的允许值,定量的对激光工作物质的粘接质量进行检验,极大的提高了激光器批量生产的效率.     

基于感应同步器的轴角测量系统及其误差分析

基于模拟器件实现的轴角转换系统,为了避免电磁干扰,采用了前置滤波技术.补偿滤波器会带来相角的滞后,使电路结构复杂、参数选取困难、而且系统对模拟器件精度和稳定性要求高,难于在实际测角电路中应用.对快速跟踪型轴角转换方法进行了改进,提出了一种基于感应同步器的高精度动态测角系统及非线性快速跟踪型转换方式,分析了产生轴角转换误差的主要原因,推导出由输出信号误差引起的基本测角误差表达式,并提出了轴角转换的误差界.     

感应同步器测角系统误差建模

为了提高测角系统的精度,建立了基于离线数据辨识的误差补偿模型.根据实际测量得到的测角系统在一个机械周期内(0°~360°)的全零位误差数据和多个检测周期内的细分误差数据,提出了一种基于FFT分析结果与误差机理模型相结合的建模方法,利用测角系统的误差与感应同步器自身误差之间具有强相关性的特点,用离线数据辨识的误差模型对在线数据进行实时补偿.仿真结果表明,建立的零位误差和细分误差补偿模型将测角系统的全误差从±15″减小至±2.″与传统的误差模型比较,该模型适用性广,有较高的补偿精度.     

基于非接触测量的经纬仪倾斜误差修正

分析了动基座对光电经纬仪测角误差的影响,提出了一套利用非接触测量装置进行实时修正的精度补偿方法。通过该装置测量出动基座下经纬仪方位旋转轴线的倾斜角及倾斜方向,与经纬仪望远系统同时记录测角数据及倾斜数据,从而对测角误差进行修正。该方法精度高、实时性强、能够补偿±1°范围内平台变形而带来的测角误差,测量装置误差在10″内。为实现动基座下高精度光电测量提供了一种有效的途径。     

一种绝对式三轴联动多圈编码器的研制

光电轴角码器是一种测角传感器,因其测量精度高而被广泛应用于多种领域.为了实现直线位移的精确测量,通常采用光电轴角编码器把直线位移转换成角位移进行测量.在对现有光电轴角编码器测角原理研究的基础上,设计了三轴联动多圈编码器.实验结果证明该种编码器较以往多圈编码器具有测量精度高、尺寸小、结构简单、装调方便等特点,同时消除了齿轮传动误差,放宽齿轮系加工要求,降低了加工成本,提高了市场竞争力,为设计更多圈数的组合编码器提供了理论依据和技术支持.     

圆光栅偏心对仿真转台角位置精度的影响

为了满足仿真转台角位置精度的指标要求,减小圆光栅安装偏心引起的角位置误差,本文提出了运用最小二乘拟合对该误差进行修正的方法。首先介绍了仿真转台的工作原理并给出了角位置精度的技术指标,然后理论分析了圆光栅安装偏心引起的测角误差与转角的规律,运用最小二乘拟合对测角误差进行修正。通过对比,修正后的测角误差明显小于修正前。结果表明,最小二乘拟合方法能够有效地修正圆光栅安装偏心带来较大的测角误差,使得角位置测量精度满足±4″指标要求。     

曲臂轴线平行度误差激光扫描测量方法

基于激光扫描检测技术和光栅位移检测技术 ,提出了一种用于曲臂轴线平行度误差非接触检测的激光扫描测量方法和激光扫描式平行度误差光电检测系统 ,本文论述了系统的组成和总体结构 ,对曲臂轴线平行度测量方法、系统测量原理进行了理论分析 ,并通过实验对检测系统的精度进行验证。结果表明该测量方法切实可行 ,系统测量精度优于 0 0 5mm ,重复性测量精度优于± 0 0 1mm。     

多光谱光学系统光学平行性的调校和检验方法探讨

本文主要探讨多光谱光学系统光轴平行性的调校和检验方法,分别提出用 大口径平行光管调校和检测多光谱光学系统光轴平行性的方案和用小口径平行光管 调校和检验多光谱光学系统光轴平行性的方案以及红外、白光系统光轴平行性的调 校和检验的方案。     

一体化跟踪型测角系统的误差分析

为满足系统对位置检测的要求，有利于电机系统的小型化设计，提出了采用感应同步器与单片集成轴角变换器(AD2S80A)构成的跟踪型测角系统同时作为磁极位置检测环节和角度测量系统的一体化方案．分析了感应同步器及跟踪型测角系统误差，推导了由非有效电势产生的零位奇偶跳动导致的一次正弦变化测角误差等误差模型。实验结果证明了分析方法的正确性．     

多光谱光学系统光学平行性的调校和检验方法探讨

本文主要探讨多光谱光学系统光轴平行性的调校和检验方法,分别提出用大口径平行光管调校和检测多光谱光学系统光轴平行性的方案和用小口径平行光管调校和检验多光谱光学系统光轴平行性的方案以及红外、白光系统光轴平行性的调校和检验的方案。     

一体化跟踪型测角系统的误差分析

为满足系统对位置检测的要求,有利于电机系统的小型化设计,提出了采用感应同步器与单片集成轴角变换器(AD2S80A)构成的跟踪型测角系统同时作为磁极位置检测环节和角度测量系统的一体化方案。分析了感应同步器及跟踪型测角系统误差,推导了由非有效电势产生的零位奇偶跳动导致的一次正弦变化测角误差等误差模型。实验结果证明了分析方法的正确性。     

基于改进CORDIC算法的光电编码器正交性误差测量

通过对小型光电编码器输出的光电信号精度误差来源进行研究,得出了正交性偏差是其主要误差来源的结论。针对光电编码器输出信号正交性误差的测量,引入了一种改进的坐标旋转数字计算机算法。该算法是在传统坐标旋转数字计算算法的基础上,通过改进其迭代结构得到的,能够很好地实现对光电编码器输出信号的正交性误差进行动态实时测量。MATLAB软件仿真结果显示,与其他方法相比,利用该方法测量的正交性误差范围明显更小、检测精度更高且运算速率更快。     

适应大温差变化的多光轴一致性测试系统

为满足在野外大温差环境下能够检测光电设备的光轴平行性,基于卡塞格林平行光管结构,设计研究了一种能够在-40℃~+55℃环境温度下稳定工作的多光轴一致性检测系统。系统考虑到宽光谱的检测需求,可以满足0.4μm~12μm的光谱覆盖范围。基于对系统温度稳定性的考虑,对系统的主体工作结构进行无热化设计,并利用不同机械材料匹配的方式对平行光管进行补偿,保证在不同温度情况下系统光束出射平行度偏差始终小于4"。实验结果表明系统具有良好的温度稳定性。     

光电制导系统瞄准偏差测试中的基准光轴建立

激光在大气中传输时,光束的弯曲和漂移影响着多光轴光电制导武器系统光轴的瞄准精度和打击精度.在光电制导系统瞄准偏差测试基础上,提出一种外场真实环境下可见光、激光和红外多光轴瞄准系统瞄准偏差测试的基准光轴建立方法,并通过外场实验测得不同距离处基准光轴的偏差.结果表明,在2 km范围内基准光轴误差小于4.5″,满足了多光谱多光轴动态瞄准偏差测试中基准光轴的精度要求.     

高精度测试转台鉴相型测角系统动态误差的自动补偿

在惯导测试转台中,测角系统是影响其精度的一个最主要因素,而目前常用的鉴相测角系统只能保证其静态精度,当测角线路中存在参数动态变化以及转台运动时,测角系统精度将有很大损失,因而难以保证测试转台有较高的动态精度,为此详细分析了双相激磁鉴相型测角系统的动态误差来源及表面形式,提出了一种闭环自动补偿方案,并给出了其具体实现电路;经过分析和实验,证明该方案不仅通用效抑制测角线路参数变化的影响,而且可以保证转台运动中相位自动完全补偿,从而不仅能进一步提高测角系统静态精度,而肫可使其动态精度达到1″以内。     

高定位精度转台检测系统调整误差补偿

某用于实验室激光通信实验的转台要求具有±1.5″的定位精度,为了对该高定位精度转台实施检测,搭建了由24面棱体、定心装置、0.2″二维光电自准直仪和支架组成的高精度测角系统,对该测角系统进行了准直误差理论分析。结果表明:多面棱体偏心对定位精度的测量结果影响很小,一般可以忽略,但自准直仪的调整误差对高定位精度的测量影响很大。为了消除该系统误差,在理论分析的基础上,提出了一种基于角度标定的调整误差补偿的方法并进行了实验验证。通过精细调整减小调整误差方法测得转台定位精度σ为0.936″,而采用新补偿调整误差方法测得定位精度σ″为0.922″,σ″相对σ的相对误差为-1.496%,且满足转台定位精度要求。实验结果证明了本文方法的快速性和可靠性。     

噪声干扰源角跟踪技术的研究

自卫式噪声干扰机装载于被保护平台,因此噪声干扰与目标回波来自同一方向,从角跟踪原理分析,单脉冲雷达可以通过跟踪噪声源达到跟踪目标的目的.为了减小单脉冲雷达的测角误差,保证其不间断作战,本文针对产生测角误差的主要原因,提出了一种增加脉冲调制电路和调整中放、视放带宽的方法,对该方法中调制脉冲宽度、中放带宽、视放带宽几个重要参数的选择进行了仿真研究.仿真结果表明:该方法可以有效地减小单脉冲雷达跟踪噪声源的测角误差.