标准红外目标模拟器辐照度验证

红外目标模拟器广泛应用于红外技术上,为了能对红外目标模拟器进行校准,采用了标准红外目标模拟器。从保证红外辐射量值的准确性和有效传递出发,有必要对标准红外目标模拟器的输出辐度进行验证,中给出了验证方法和实验结果,并就一些影响因素进行了讨论。     

红外目标模拟器出光平行性测试方法改进

红外目标模拟器出光平行性是红外目标模拟器的主要技术指标,也是红外探测系统参数测试的基本要求。红外目标模拟器主要由黑体辐射源、光阑盘、平行光管组成,光阑孔应位于平行光管的焦面上,以满足平行光管的出光平行性要求。通过设计装有45°棱镜的平移工作台,将带有十字分化板图案的出射平行光转折90°并实现出射光束的切割,用自准直仪接收并测量切割过程中分化板像的位移,以实现精确测量红外目标模拟器出光平行性量值。经过实验,分析其测量结果不确定度优于5″,且该方法适用于所有反射光路的红外目标模拟器出光平行性的测量。     

基于霍尔效应的感应式瞬时旋转角速度传感器

设计了一种基于霍尔效应的感应式瞬时旋转角速度传感器,主要包括定子铁心及绕组、霍尔元件和永磁转子3大部分,且永磁转子的磁通在空间气隙中呈正弦规律分布。传感器工作时,永磁转子与被测旋转设备同轴连接,永磁转子的磁场与定子绕组匝链耦合,绕组中产生与瞬时旋转角速度呈对应关系的感应电动势。由于定子绕组与霍尔元件的控制端直接连接,则霍尔元件中存在电流,在永磁转子磁场的作用下,霍尔元件产生与瞬时旋转角速度成正比的直流霍尔电势。推导了传感器的输出特性,并对传感器进行了特性测定实验,结果表明其灵敏度系数约为203 mV/(rad·s^-1),线性误差约为0.5%。     

一种便携式角速度传感器

角速度是旋转系统或传动装置进行状态监测的重要参数。设计了一种新结构、无旋转部件的便携式瞬时角速度传感器。该传感器的工作原理是永磁磁钢建立恒定磁通,被测旋转装置的转动部件切割该恒定磁场后形成涡流,涡流产生的磁场与传感器的霍尔元件相互作用产生霍尔电势,该霍尔电势的幅值与被测旋转装置的角速度成正比。根据磁路的基本定律推导出传感器的输出特性,并对输出特性进行了实际的测定,结果表明:传感器的灵敏度为16.8mV·s/rad,非线性误差为1.24%。     

基于物联网技术的导引装置虚拟测试系统设计

针对导引装置地面仿真实验任务的需要,设计和实现了导引装置性能虚拟测试系统.该系统主要由飞行器红外导引装置、网络接口转换模块、多台计算机、交换机、目标模拟系统及摄像头等设备组成.应用最小二乘法对系统进行辨识并给出了系统实验模型.集成应用虚拟仪器技术、数据库技术、物联网技术等,实现了实验数据的网上远程自动采集、自动显示、自动保存、自动数据分析、自动报表打印、网络数据共享及红外目标模拟器网络远程自动控制等先进实验系统功能.实验结果表明:实现了对红外导引装置的跟踪角速度和最大跟踪方位角的测试及验证实验,达到了预期的设计要求.     

星载空间目标光电跟踪角速度伺服系统设计

设计了星载空间目标光电跟踪角速度伺服系统,它包括补偿校正环节、驱动功放环节、以光学望远镜和跟踪架为被控制对象的机械操作环节以及视轴稳定回路。选择直流力矩电机作为跟踪架驱动元件,以提高系统的跟踪精度。利用 Matlab 进行系统特性仿真的结果表明,设计的系统相角裕度为 69°,幅值裕度为 35.8dB,截止频率为 10rad/s,调节时间为 0.7s,具有良好的跟踪性能,达到了预期的要求。     

导引头性能检测装置设计

为实现在室内对多款导引头的目标识别、跟踪、光轴一致性、激光回波接收性能的检测,提出多目标识别方法、基于相对运动的跟踪方法和多光谱光轴一致性的检测方法,并设计一套由目标模拟器和两轴运动转台组成的检测装置。目标模拟器采用反射望远系统,可以提供不同灰度值的可见光目标、不同能级的红外目标以检测导引头的目标识别性能;转台带动导引头运动,检测导引头的跟踪性能;目标模拟器的准直系统提供光轴基准,检测导引头的多光谱光轴一致性;目标模拟器发出不同能级和角度的模拟回波激光,来检测激光回波接收性能。实际检测结果表明,可以实现对3～5个目标的识别,跟踪精度优于0.001 rad,光轴一致性检测精度达到15″,可接收视场角±1°,能级1 nW～10μW的激光回波信号。满足在室内对导引头性能检测的要求。     

独立卡尔曼滤波器全加速度计复杂振动角速度解算

对于运动体的多自由度振动测试,准确的振动角速度是复杂振动参数解算的关键。针对目前解算角速度单一方法测试精度不理想的问题,分析由4个三轴加速度计组成传感器阵列,测试角速度解算算法,设计一种独立的卡尔曼滤波器用于角速度解算。通过仿真及实验证明:该方法解算结果的误差最大值和标准差相对于单一方法可提高1个数量级,其得到的角速度幅值准确性和曲线平滑度也优于其他单一解算方法。     

无控旋转弹的外弹道转速仿真与分析

针对目前存在的无控旋转弹外弹道转速测试成本高和测试精度较低等问题,提出FLUENT仿真软件和ADAMS仿真软件结合的仿真测试方法。该方法以无控旋转弹为研究主体,借助FLUENT软件进行模型的建立,计算域的建立和网格的划分,得到模型在不同马赫数下受到的空气阻力图以及模型在不同马赫数和不同攻角下的力矩图。然后在ADAMS仿真软件中,通过对弹丸建立合适的三维模型和施加合适的载荷之后,得到弹丸的外弹道角速度曲线,并与实际测得的曲线进行对比,结果显示仿真的角速度曲线和实测曲线基本一致。     

全捷联导引头的惯性视线角速度解耦方法及精度分析

针对全捷联导引头固联于弹体且其测量信息不能直接构成制导指令的问题,提出了一种新型的惯性视线角速度直接解耦方法.与传统方法相比,该方法不需要测量弹体姿态角,而是通过引入体视线角的导数、弹体姿态角速度以及相对运动学关系来进行姿态解耦,直接重构出弹体坐标系下的惯性视线角速度,并给出惯性视线角速度在视线系及体视线系下投影的计算方法;通过推导映射函数的雅克比矩阵,给出了从体视线角的导数和弹体角速度到惯性视线角速率的误差传递函数;通过对误差传递函数的分析,讨论了影响惯性视线角速率解耦精度的因素.仿真结果表明该方法实用有效,具有一定应用参考价值.     

速率转台低角速率校准方法探讨

主要描述速率转台低角速率的一种校准方法,并对该方法进行分析探讨.     

旋转柔性梁的动力学建模及分析

基于一次近似理论，采用弧坐标分量和Cartesian坐标分量共同描述柔性梁的变形场，并采用Green应变张量描述应变能，用Hamilton原理建立系统动力学方程。揭示产生动力刚化现象的力学本质。采用有限元方法进行离散，基于数值实验系统地研究旋转柔性梁的动力刚化现象。计算表明，旋转柔性梁的横向固有频率随旋转角速度和中心刚体半径的增大而增大．从而只存在一阶临界转速，且当中心刚体半径超过临界半径时．不存在临界转速。     

角运动测量及校准方法

角运动测量在旋转机械、飞行器、舰船、车辆、机器人等领域应用非常广泛.本文介绍各类角运动测量仪器的基本原理与应用领域,阐述了角运动参数计量技术现状及发展趋势,重点介绍了角运动参数动态校准方法,并指明了以量子陀螺为代表的新一代角运动参数测量技术成为国家战略关键技术后需要研究的问题.     

旋转角加速度传感器校准装置的研制

研制了一种新型旋转角加速度传感器校准装置。校准装置包括外定子、杯形转子和内定子,其中外定子两相绕组的轴线正交,输入的两相交流电错开90°相位差,产生旋转磁场后驱动杯形转子产生变化的角加速度量值;推导了角加速度量值的理论公式,给出公式所需参数的获取方法;最后采用光栅测角加速度系统对校准装置的特性进行了测定,结果表明装置产生的角加速度量值线性误差约为0.53%。     

新型旋转角加速度传感器特性标定系统的研究

针对旋转角加速度传感器的标定问题,构建了一套特性标定系统。首先分析了永磁旋转角加速度传感器的工作原理,并提出了一种基于调频调压电源供电的、异步电动机纯单相运行的、可调频调幅的旋转角加速度脉动源系统;然后采用传统增量式光栅编码器和现场可编程门阵列构建了旋转角加速度测量系统;最后通过比较旋转角加速度传感器的输出电压峰值和测量系统得到的实际旋转角加速度峰值,对传感器输出特性进行了标定,得到传感器输出电压与角加速的特性曲线,线性误差为1.81%。     

红外测角仪抗红外干扰的信息处理方法

简要介绍了反坦克导弹红外测角仪的信息处理系统组成原理,讨论了红外测角仪抗红外干扰的信息处理方法,导弹目标信号的确定要通过真假红外信号的模式识别和航迹判别处理等才能最终确定,同时对由于大气红外衰减造成的红外信号闪烁以及其它干扰造成的导弹目标丢失情况,设计了信号数据溢出处理模块。这些信息处理方法使红外测角仪的抗红外干扰能力明显提高。试验表明,当坦克目标上有一个探照灯时,红外测角仪能正常工作,当横向偏离坦克目标或弹道10m以外有2个红外干扰时,红外测角仪也能正常工作。     

角振动校准装置激励源的现状与发展

针对惯性器件性能评价的需求,说明了研究角振动校准装置的必要性。根据现有角振动校准装置的构成,详细分析和总结了各种角振动激励源的工作原理、特点和不足,列举了国内外部分典型系统的主要性能参数;介绍了标准角振动测量系统的主要实现方法。根据角振动校准装置激励源的相关研究现状,分析、探讨了其今后的若干发展趋势;所得出的展望和结论可供该领域研究人员作为参考和借鉴。     

Beam-spot temperature monitoring on the production target at the BigRIPS separator

Since 2007, a water-cooled high-power rotating disk target has been in operation at the in-flight radioactive-isotope beam separator (BigRIPS), RIKEN. The target should withstand a goal beam intensity of 1 particle μA (pμA) ²³⁸U-beam at 350 AMeV with a spot size of 1 mm in diameter, resulting in a heat deposit of 22 kW in the target.A beam-spot temperature monitoring system using infrared devices in high-radiation environment was elaborately developed. The beam-spot temperature on a beryllium (Be) fixed target and on a rotating Be and tungsten (W) disk target was measured with the most intense beams presently available at our facility. The heat deposit achieved was 0.6 kW, that is 1/37 of the goal value. At the present beam intensity, the result supports our estimation that a water-cooled rotating disk target of 30 cm diameter can withstand an approximately tenfold beam intensity compared to a water-cooled fixed target.     

利用虚拟仪器实现角速度波动率的采集和处理

利用NI 的PXI-6281高速数据采集卡来完成角速度波动信号的采集,借鉴信号失真度的概念,分析角速度反馈信号的基波和高次谐波大小,求取高次谐波与基波幅值比,作为角速度波动率.