基于CLIPS的机载光电跟踪设备故障诊断专家系统研究

针对机载光电跟踪设备传感器种类多、单元部件结构复杂和急需快速故障定位的要求,设计了机载光电跟踪设备故障诊断专家系统;通过建立跟踪系统故障树并分析其故障特点,确定了模糊多值产生式规则的知识表示方式和冲突消解策略,构建了专家系统知识库和推理机;同时结合数据库建立的故障表和规则表,实现专家系统解释器功能;最后将CLIPS嵌入VC设计友好人机交互界面;实验表明,该专家系统操作方便,能快速准确定位故障、解释故障成因以及提供维修建议。     

利用极大似然法统计回波信号实现光束闭环瞄准实验研究

瞄准偏差和光束抖动是光束瞄准系统中的两个最重要的误差。对以高斯光束和高斯抖动为基础的光束瞄准目标时产生的光回波信号进行数学建模;结合极大似然估计算法理论,建立并完善了基于回波信号的光束瞄准误差估计模型;并编写程序实现了Monte Carlo模型仿真,搭建了实验室平台。仿真和实验结果表明,极大似然估计算法表现出了优良的性能,能够同时准确地估计出瞄准偏差和光束抖动,信号样本越大其估计精度越高,且实验结果和仿真结果吻合得很好。在此基础上,根据实时偏差估计实现了实验室光束闭环瞄准实验。     

卫星光通信中精跟踪控制系统设计

卫星平台的振动是降低光通信链路可靠性的一个重要因素.提出在精跟踪系统中采用自适应逆控制方案来抑制卫星平台振动的影响,从而实现对目标光通信终端的稳定跟踪.采用对象的自适应逆作为控制器来控制快速反射镜偏转,以保证系统的动态响应品质;采用自适应逆控制中的自适应扰动消除系统来抑制卫星平台的振动.实现了对象控制和扰动消除分开进行且不相互影响.仿真结果表明该控制律有效地实现了对输入的跟踪,且能较好地抑制扰动.     

光电经纬仪中双电机同步控制技术

在光电经纬仪设备的水平轴系中实现了双电机的直接驱动控制。建立刚性连接下双电机的直接驱动模型,与单电机驱动相比:双电机与单电机的控制特性的谐振频率几乎是一致的,而双电机反谐振频率是单电机驱动的1.414倍,因此双电机具有比单电机驱动良好的控制对象特性。由于双电机采用了刚性连接,其速度已经同步了。提出了电流跟随控制方法实现力矩同步的控制算法。具体就是以其中任何一个电机作为主电机,另外一个电机作为从电机跟踪主电机的反馈电流,而速度反馈直接到主电机上。实验结果表明理论分析的有效性,在跟踪轨迹为0.01°/s的直线,位置随机误差为0.011 9″。     

音圈电机驱动的快速控制反射镜高带宽控制

分析一种音圈电机驱动的快速控制反射镜(FSM)的机械结构,由此建立其数学模型。依据模型,以不完全微分PID控制算法来消除结构谐振的不稳定影响,采用线性功率放大驱动方式,可使控制带宽超过其结构谐振频率,实现高带宽控制。实验表明,该方法应用于结构谐振频率分别为90Hz和20Hz的两种快速控制反射镜,系统的抑制带宽能分别达到315Hz和240Hz,而且该方法简单可行,通用性强。     

光谱探测背景辐射测量分析(英文)

在白天进行空间微弱目标光谱探测研究中,除了知道目标的光谱特性外,必须知道天光背景光谱辐射特性。本文以Lowtran软件为基础详细分析了天光背景光谱辐射,在此基础上研制了天空背景测量仪对西部某区域天光背景进行实际测试,给出了该地区天光背景的实验测试结果,为后续光谱探测研究奠定了基础。     

1.3 m主镜的支承设计

依据1.3 m主镜支承的技术要求,完成了支承结构的设计分析。确定了有中心定位的底面18点支承和侧面水银带支承的技术方案。对于结构复杂的轻质镜,依据均衡原理,利用结构分析并结合插值算法确定了底支承18点的支承位置;在给出了具体底支承结构设计后,对底支承的结构变形和结构设计允差进行了分析。根据主镜立放状态下的受力分析,给出了3个水银带侧支承的设计变量,最终依据镜面Z向变形最小的原则和12种工况下有限元的分析结果,确定了水银带侧支承的设计。在中心定位设计中,考虑到温度变化的影响,选用了特殊的殷钢材料。在具体结构设计中,为减小支承球头与主镜直接接触的不利影响,在支承球头和主镜之间增加了过渡轴套。用Zygo干涉仪检测了装配完成后的主镜,主镜镜面变形PV值为0.7 λ,RMS值为0.15 λ。该支承结构基本满足了设计要求,且结构稳定可靠。分析可知,主镜的厚度可以再适当减薄,进一步减轻重量。     

快反镜系统滑模复合分层干扰观测补偿控制

音圈电机驱动快反镜是高精度光电跟踪系统中的重要组成部分。在运动平台光电跟踪系统中,快反镜系统所受各种内外干扰将更加复杂剧烈,传统的被动干扰抑制方法以及把干扰当作集总干扰处理的主动干扰抑制方法将不足以保证高精度的视轴稳定。因此本文提出一种谐波干扰观测与扩张状态观测结合的滑模复合分层干扰观测补偿控制策略。首先利用谐波干扰观测器对具备先验频率信息的谐波干扰进行观测,然后采用扩张状态观测器对其他未知干扰进行观测,最后基于观测的多源干扰,采用具有抗干扰能力的滑模非线性方法设计复合控制器,最大程度地对系统所受多源干扰进行抑制。实验表明,本文提出的滑模复合分层干扰观测补偿方法与传统的单一干扰观测补偿方法相比,能显著提升快反镜的视轴稳定精度。     

基于PSPL调研的老城区微型公共空间质量评价研究 ——以合肥市为例

文章以合肥市老城区微型公共空间为研究对象,通过PSPL调研法对五种类型的微型公共空间进行评价和分析.研究发现:合肥市老城区内,社区类、公共游览类微型公共空间普遍有较好的基础设施建设,其余类型相对较差;公共游览类微空间和交通类微空间的穿行活动占比最高,停留活动占比与微空间品质、微空间面积有直接联系,质量越好、设施建设越多,居民对其使用越频繁、满意度越高,空间活力程度越高.基于以上研究结果,文章最后提出清理被占用微型公共空间、加强空间开放与可识别性、注重空间设施人性化设计等措施,期望自下而上地改善城市老城区微型公共空间的质量.     

100 km量子纠缠分发实验捕获跟踪技术

介绍了100km量子纠缠分发实验中的捕获跟踪瞄准(ATP)技术.以Alice接收端的700 mm望远镜为例分析了ATP系统的技术指标、光路布局和高带宽跟踪精度的实现方法.为了抑制近地面水平大气湍流引起的量子信息传输光束和信标光束的到达角起伏,在经典复合轴跟踪模式的基础上,设计了具有粗跟踪、精跟踪和超精跟踪功能的双重复合轴跟踪系统和双快速控制反射镜融合的跟踪算法,用高帧频CMOS探测器和压电快速控制反射镜构建了超精跟踪回路.采用这些方法有效解决了跟踪动态范围和跟踪精度之间的矛盾,更好地发挥了高帧频探测器的性能,提高了抑制带宽和跟踪精度.将该双重复合轴跟踪系统成功应用于100 km量子纠缠分发实验,结果显示捕获跟踪系统的跟踪精度为4μrad,抑制带宽达到了70Hz.