基于PSD的激光跟踪仪光电瞄准技术应用与研究

光电瞄准与定位技术是空间运动目标动态跟踪测量的关键技术,起到目标捕获与运动位置偏差精确指向作用。基于光电位置传感器(PSD)对激光跟踪仪的光电瞄准和跟踪定位控制技术进行了分析研究与设计,提出了光电瞄准控制方案,设计了探测光路,分析了PSD误差修正与信号处理。经过实际样机测试,静态定位测量精度达到6μm,随机动态跟踪测量速度大于1 m/s。     

梳状光电传感器及其信号调理电路的研制

为了改变车辆行驶性能测试采用五轮仪的落后状况，采用新一代梳状光电传感器，研制成非接触式车速仪。分析了该光电传感器的工作原理及信号特点，设计了适合处理该信号的窄带通跟踪滤波器。通过压缩带宽，克服了干扰，防止了有效信号的丢失，提高了精度。研制的锁相环预偏电路，解决了超步车速和调速的测量问题。实际测试和对比试验表明，采用该光电传感器及其研制的车速仪，测量精度高，使用方便，具有较大的推广应用价值。研究的跟踪滤波技术也适用于其他更高频率信号处理的应用场合。     

激光跟踪仪的光电瞄准与定位系统

考虑激光跟踪仪的光电瞄准与定位直接影响仪器的整体测量精度和使用性能,讨论了激光跟踪仪的光电瞄准和跟踪定位控制技术并提出了光电探测瞄准、信号调理采集、数字处理及智能跟踪伺服的系统整体技术方案。对系统关键部件进行选型,利用角锥棱镜和位敏探测器(PSD)作为光电探测核心,设计了探测光路和信号处理电路。研制了系统样机,搭建了目标位移量标准测试平台,对样机光电瞄准系统探测信号进行了测试。测试结果显示:采用该设计方案设计的激光跟踪仪样机的静态定位测量精度达到6μm,随机动态跟踪测量速度大于1m/s。结果表明:提出的方法可解决激光跟踪仪定位精度低、动态跟踪效果差等常见问题,可为研制高精度、大范围、大尺寸测量仪器提供技术参考。     

弹性元件角位移测试仪

该测试仪主要用于测量弹性元件及其压力表的压力与角位移之间的关系。该仪器是利用步进电机驱动,具有光电跟踪、数码显示的测试装置。本文还对该测试仪进行了误差分析和精度计算。它是目前测量弹簧管、盘簧管精度最高、效果最好的仪器。     

基于锁相环的光电传感器信号调理电路

介绍了梳状光电传感器的工作原理。在分析传感器信号的基础上 ,用 SD- 380动态分析仪对信号作了频谱分析。基于锁相环 CD4 0 4 6 ,设计了适合于处理该信号的具体电路。试验证明 ,该电路跟踪速度快 ,捕捉时间短。基于此技术制作的车速仪 ,测量精度高 ,克服了五轮仪的缺点     

基于Monte Carlo法的光电跟踪测量系统精度分析和布站优化方法

提出一种基于Monte Carlo法的光电跟踪测量系统的分析方法,使用坐标变换方法对光电经纬仪建立了包含照准差、横轴差、竖轴差、传感器误差和编码器误差准确的Verilog-A模型,使用最坏情况法和Monte Carlo法分析了各种误差源对系统性能的影响。并对双站交汇的布站进行了优化,在考虑经纬仪本身误差源和站点位置误差的情况下,使用Monte Carlo法计算了针对特定弹道轨迹的最优布站选择。该方法对光电跟踪测量系统设计具有一定的指导作用。     

一种基于光栅摆的倾角传感器设计

针对目前高精度倾角测量领域中测角量程偏小的问题,利用重力摆原理设计了一种光栅倾角传感器。首先简述了传感器的测量原理,对内部机械部件与光电部件进行了选型与参数计算;其次结合光栅信号特征,设计了差分放大与整形调理电路,并从信号噪声与制造安装两方面进行了本体误差分析;最后通过实验验证了传感器的测量效果。实验结果表明:传感器具有较好的测量精度,经四倍电子学细分后,测量分辨率达到0.25 mil,能够满足工程应用要求。     

利用动态靶标谐波特性评价光电经纬仪的跟踪性能

提出了一种利用动态靶标实现光电经纬仪跟踪性能等效正弦评价的新方法。分析了动态靶标目标及相应跟踪误差的幅度谱和功率谱特性,提出将动态靶标看作由有限项基频谐波和整数倍基频高次谐波的加权和组成的谐波源。根据被检光电经纬仪跟踪性能设计等效正弦信号,利用动态靶标产生与等效正弦信号同频率的谐波信号完成光电经纬仪跟踪误差系统在该频率下幅频特性函数值的测试。等效正弦的幅值和测得的幅频特性值乘积即为跟踪等效正弦信号的跟踪误差最大值,从而实现了跟踪性能评价。利用该方法测得方位方向的最大跟踪误差为0.65′,远小于4′的指标要求,而利用动态靶标直接检测的值为4.7′。实验表明该方法准确、可行,同时避免了直接利用动态靶标检测时可能使跟踪伺服系统出现过度校正的问题。     

NiCr合金薄膜测力传感器设计制作与力学标定

为了满足切削力信号精确测量的要求,制作了两种结构的切削力测量用镍铬合金薄膜传感器样品、可调式改良应变测试仪桥盒,进行了传感器静力学标定与实际切削力测量试验。使用DASP 36通道振动与噪声信号采集分析系统与YD-15型动态电阻应变仪进行采集与读取测量时的电压信号与应变信号,将采集的应变信号经MATLAB转换为压力应变曲线图,将传感器应变、输出电压值与其对应的理论仿真值进行对比,结果表明测量值与其误差较小,两种传感器的力学测量性能良好。     

结构光视觉传感器误差分析与结构分析

结构光视觉传感器是视觉焊缝跟踪系统获得焊缝信息的重要组成部分,其测量误差与性能对焊缝跟踪系统的总体测量精度及可靠性有着直接影响.本文对应用于焊缝跟踪的结构光视觉传感器进行误差分析,包括传感器硬件系统结构误差、激光散斑噪声误差及镜头畸变误差等,并对不同结构方式下的视觉传感器建立了数学模型,具体分析了结构参数对其误差的影响,提出结构光视觉焊缝跟踪传感器优化设计方法,并依据仿真结果给出结构优化设计参数,最后通过实验验证了该优化设计方法的正确性.     

机载光电跟踪测量设备的目标定位误差分析

光电跟踪和测量设备用于测量飞行器在空中的飞行轨迹,作为飞行器飞行性能的评价。随着现代技术的发展,对飞行器性能提出愈来愈高的要求,从而也对跟踪和测量飞行器飞行轨迹的光电跟踪和测量设备提出了相应的技术进步要求,特别是对其测量精度指标。如何做好和完善误差分析、误差分配和误差综合,成为研制更高性能的光电跟踪测量设备总体设计中的一个重要问题,贯穿从可行性论证、方案论证、方案设计、设计、制造、装调、直到试验等整个研制过程。就这一类设备中最为复杂的机载光电跟踪测量设备的目标定位误差(即3轴上的测量误差),通过建立从被测目标到地面中心测量站9个坐标系,进行31次线性变换,构造35个变量的统一测量方程;进行测量误差因素的分析和分配,以及用蒙特卡洛法来分析和计算系统的目标定位误差。     

应用跟踪误差等效模型评价光电经纬仪跟踪性能

针对目前光电经纬仪跟踪性能室内检测方法的缺陷,提出了评价光电经纬仪跟踪性能的新方法。基于系统辨识理论建立了光电经纬仪跟踪误差等效模型,将等效正弦信号输入等效模型,通过对模型输出进行数据处理来评价光电经纬仪的跟踪性能。介绍了建立等效模型的原理和等效模型阶次,给出了根据光电经纬仪检测指标进行等效正弦信号设计的方法。为得到精确的模型参数,采用动态靶标目标角频率连续调制模式实现了对光电经纬仪动态性能的持续激励。仿真和实验结果显示,得到的跟踪误差等效模型估计误差均值为(2.5872×10-6)°≈0°,最大值为1.8″,标准差为1.1″,表明建立的等效模型能够满足跟踪性能评价要求,实现了对光电经纬仪跟踪性能的合理、准确评价。     

应用跟踪误差等效模型对跟踪性能评价

针对目前光电经纬仪跟踪性能室内检测方法的缺陷,提出了一种评价光电经纬仪跟踪性能的新方法。该方法通过建立光电经纬仪跟踪误差等效模型,将等效正弦信号输入等效模型中,对模型输出进行数据处理来获得光电经纬仪跟踪性能评价结果。介绍了建立等效模型的原理和等效模型阶次、系数辨识以及根据光电经纬仪检测指标来进行等效正弦信号设计的方法。为得到精确的模型参数,要求输入信号能够对光电经纬仪动态性能持续激励,为此提出了动态靶标连续调频目标模型。通过仿真和实验对该方法进行了验证,得到的跟踪误差等效模型估计误差均值2.5872e-006°≈0°,最大值1.8″,标准差1.1″。结果表明建立的等效模型能够满足跟踪性能评价要求,实现了对光电经纬仪跟踪性能的合理、准确评价。     

光电纠偏机的设计及应用

光电纠偏机的设计及应用成都科技大学机械系郑仲康在现代生产中，要想卷扎出边沿整齐的布正、纸张、人造革等，都要应用纠偏装置来进行自动检测卷扎产品边沿的移动误差。此设计是用测量头随机跟踪检测卷扎产品边沿的移动误差，把这种误差信号以ｍｓ级的可调速度送入接收传...     

基于单目视觉的光电跟踪传感器设计北大核心CSCD

针对光伏发电场合光电跟踪检测精度低的问题,设计了一种基于单目视觉的新型光电跟踪传感器。利用摄像头采集传感器投影面生成的太阳方向光环图像,经图像处理后测量光环中心坐标,从而实现太阳方位角和高度角测量。针对光环成像椭圆化问题,依据椭圆的几何特征对Hough变换椭圆识别算法进行了改进。对传感器进行了实验测试,实验结果表明,方位角和高度角的测量精度为0.05°。     

一种新型连通管式光电液位传感器

分析了采用浮子设计的光电液位传感器的基本原理,在吸收该光电液位传感器优点的基础上,针对这种传感器测量可靠性和准确性受污染影响很大的缺点,提出了利用玻璃管实现柱透镜成像的改进方法,并依据该方法设计了一种新型的桥梁挠度自动检测的光电液位传感器,对传感器进行理论分析、计算机仿真和实验.实验证明,该光电液位传感器设计结构简单,易于实现;液体污染不会降低测量的准确性和可靠性,反而使信号的对比度加强.     

光电跟踪系统鲁棒自调整内模控制设计与分析

光电跟踪系统广泛应用于制导武器、航空航天观测设备以及靶场光电测量仪器等领域。针对光电成像测量时滞和模型不确定性,设计了一种鲁棒自调整内模控制算法。给出基于相位裕度和幅值裕度指标的系统控制器整定方程,分析得到了模型失配情况下的系统鲁棒稳定条件以及参数的设计准则,引入基于二次型性能指标的优化方法在线自适应调整控制滤波器参数来提高系统的控制性能和鲁棒性。在光电跟踪转台上的实验结果表明,所设计算法可有效地克服光电图像跟踪器测量时滞所造成的跟踪偏差,跟踪精度小于1密位,保证了成像传感器对目标的快速准确跟踪。     

硅微谐振式压力传感器闭环频率跟踪电路

为了精确、快速测量静电激励/压阻检测的硅微谐振式压力传感器在受到外界压力后频率的变化,设计了一种基于锁相环的闭环频率跟踪电路。通过对输入信号进行放大、滤波和移相以满足闭环自激振荡条件,然后利用锁相环电路进行信号的无相差频率跟踪,最后将锁相环输出信号转换为满足传感器激励要求的正弦信号。该电路具有良好的频率稳定(频率误差1 Hz)和跟踪性能,实现了在18～30 kHz范围内频率无相差锁定。     

近期报刊部分文章题录

本题录按报刊首字拼音字母顺序排列：A,B,C,……B半导体光电（双月刊）2000年第1期高速光纤通信中的偏振模色散及其补偿技术徐坤等1Ⅲ－Ⅴ族化合物低维半导体材料制备技术及进展刘宏等6空间光通信用半导体激光器何兴仁11分布式光纤应力传感器的空间分辨率与灵敏度刘永智等16一种去包裹误差校正法及其在ESPI中的应用贾书海等20光纤＊＊＊V信号传输对激光器要求的分析伍陵J］1等41光行幅射式测试仪的研究张景超50高压开关器件的设计曹均凯等56一种光电式机器人滑觉传感器的研究谭定忠等“微斑光电流谱和光反射谱的自动测量张培宁等69温…     

光电经纬仪跟踪架水平轴系设计及精度分析

光电经纬仪跟踪架的轴系精度直接决定着整个设备的测量精度.针对主镜口径1m的光电经纬仪跟踪架的水平轴系,对水平轴系精度的影响因素进行了分析,通过相应设计及计算,得到跟踪架水平轴系的晃动误差RMS值≤1”,并通过对水平轴系的精度检测验证了上述结论,实现了高精度轴系的设计要求.