高精度静态星模拟器光学系统设计

为了实现对高精度星敏感器的地面测试,设计了一种高精度的静态星模拟器,要求星模拟器星间角距精度优于20″。采用激光直写技术刻划星点分划板,刻划精度优于1μm。结合系统的技术指标,通过ZEMAX软件设计了具有良好成像质量的准直光学系统。设计的准直光学系统有效通光口径为80mm,系统焦距为500mm,光谱范围为480~900nm,全视场9.2°内畸变小于0.02%,MTF接近衍射极限。提出用经纬仪对系统进行实际检测的方法,以及理论星间角距和实际星间角距的计算公式。     

长出瞳距动态星模拟器投影光学系统设计

星模拟器可仿真生成星场图像,是星敏感器的重要地面标定设备.为满足半实物仿真测试需求,星模拟器需要安装于五轴运动转台上,为保其出瞳与待检设备入瞳衔接,利用ZEMAX软件设计并优化了具有超长出瞳距的投影镜头,其设计结果为:出瞳距1250 mm,焦距300.85 mm.投影系统的序列光线追迹结果表明:畸变小于1％,各视场53 lp/mm处的MTF值优于0.4903,接近衍射极限曲线.最后对星模拟器的星间角距误差进行计算和实验验证,计算结果表明,长出瞳距动态星模拟器的理论误差精度为8″;利用徕卡经纬仪6100A对星模拟器进行实际测试,结果表明星间角距误差优于13″,满足动态星模拟器的技术指标要求.     

小型静态星模拟器光学系统设计

介绍了静态星模拟器的工作原理,对光学系统的参数进行了分析,提出了一个大视场小型静态星模拟器准直物镜光学系统设计方案.系统选用七片透镜进行设计,有效孔径为25mm,其焦距为60.01mm,视场角为28.3°.像质分析表明,此光学系统能够满足设计要求.     

基于TFT-LCD的动态星模拟器光学系统设计

设计了一种视场28°、相对孔径/=1.7和焦距=60.636mm的动态星模拟器光学系统。通过分析像质,MTF数在空间频率为50lp/mm时达到了0.4,最大畸变为0.175%,此动态星模拟器的光学系统完全满足设计要求。     

静态星模拟器设计与精度分析

为了实现对星敏感器进行的地面标定和精度测试,研制高精度静态星模拟器,要求模拟器的星间角距精度优于10″。利用激光直写技术制作星点分划板,将其作为核心显示器件来模拟星图,设计准直光学系统实现无穷远距离和角度模拟,并通过优化像差保证模拟星点的成像质量。同时,提出星点位置修正方法以改善由于焦距测不准和光学系统相差带来的星图模拟误差。实验结果表明:经过修正的星图,单星位置模拟精度优于10″,可以作为地面标定与测试装置,供星敏感器进行观测。     

基于星模拟器综合误差的星点修正方法的研究

对静态星模拟器的工作原理及星点位置误差的计算方法进行了研究,提出了一种新的星点位置的修正方法。利用这种修正方法能够在现有基础上提高星模拟器的模拟精度,有效降低对静态星模拟器光学系统设计的要求,减小星模拟器综合误差对星模拟器精度的影响。通过实验证明,修正后的星点误差均优于10″,可用于高精度星敏感器的地面标定。     

基于STM32的静态多星模拟器数字光源控制系统设计

多星模拟器可以在实验室中模拟无限远星空多颗星点,该设备可以对星上主要部件星敏感器的功能、指标进行测试及标定。文中介绍了一种基于单片机控制的静态多星模拟器数字光源系统。系统主要由以STM32为控制核心的数控可调恒流源组成,通过D/A变换实现输出电流可调,采用运算放大器和达林顿管进行扩流和恒流,实现静态星模拟器星点亮度的调节。为了模拟星敏感器在高低温条件下的工作情况,需要星模配合进行高低温测试,本文给出了温度闭环控制系统方案,保证了星模拟器工作温度的要求。     

高精度星模拟器光机系统与支撑结构设计及其模态分析

高精度星模拟器作为高精度星敏感器地面标定系统,随着近年来我国深空光学导航技术的发展,得到了广泛的应用。光机系统作为高精度星模拟器的核心部件,其镜筒结构设计是否合理、材料选择是否正确,直接影响高精度星模拟器的标定精度。本文根据高精度星模拟器光学系统给定的光学尺寸、装调要求,建立光学系统结构的三维仿真模型,并应用有限元ANSYS软件进行模态分析,最终结果证明了光机结构设计的合理性,满足高精度星模拟器设计要求。     

高精度星敏感器结构设计与标定

星敏感器是一种高精度的姿态敏感测量仪器。研究了星敏感器的结构设计和精度标定方法,通过大视场、大相对孔径的轻小型光学系统的设计,减小光学系统的测量误差;介绍了星敏感器的遮光罩和焦平面组件的设计方法,给出了星敏感器的精度标定方法,利用该方法来最大限度地减小系统误差。使用莱卡经纬仪进行标定实验,证明星敏感器精度满足单星精度小于等于3″的设计指标。     

太阳模拟器光学系统设计

论述了太阳模拟器的工作原理,设计了一个太阳模拟器光学系统,该系统由椭球面聚光镜、光学积分器、光阑、准直物镜等组成,并对准直性误差进行了理论计算。设计结果表明,成像质量良好,满足系统的技术要求。     

船舶运动仿真器模拟船体传动部件的设计与参数选择

简述了船舶运动仿真器模拟船体部分件的设计参数的选择。本设备可用于模拟任意给定傅汝穗小于０．３的船舶在任意船速和装载下的锯齿形操纵曲线和给定风,浪,流干扰下的手动和自动操舵。     

飞艇仿真器关键技术分析与设计

按照飞艇仿真器的设计要求,分析了其功能模型,在此基础上,详细讨论了其关键技术———运动学与动力学计算引擎的设计,提出了3种方案。前2种设计方案充分利用了Matlab软件的仿真功能以实现运动学与动力学计算引擎,实现起来比较简单,但不能解决实时性问题,可应用于前期的概念性设计与功能验证;第3种方案要求自行设计满足实时性要求的运动学与动力学计算引擎,能够满足最终的飞艇仿真器设计目标。     

汽车动态仿真器运动机构的优化设计

运用综合约束函数双下降法探讨了六自由度仿真器运动机构的优化设计，并得到六个作动器的最优安装位置及各自由度的极限运动范围。