動載體成像振動主動控制技術的研究.pdf

1、近年來隨著現代軍事技術發(fā)展的需要,偵察情報在戰(zhàn)爭中的地位愈顯突出.由于固定站的偵察視野受光學系統(tǒng)的視場角的限制,所獲得的偵察信息相對較少.為彌補固定站的不足,把偵察系統(tǒng)安放在移動站(地面車輛、飛機、衛(wèi)星等動載體)上,這樣可以擴大光學系統(tǒng)的動態(tài)視場和增加收容信息,但是,隨之而來的是動載體振動對光學系統(tǒng)成像質量的威脅和影響.在其它相關技術相對成熟的情況下,航空成像的質量主要取決于對航空成像載體振動擾動的控制.一般被動減振只能抑制高頻擾動20

2、-30HZ以上的問題,其寬頻帶隔振效果十分有限,不能滿足長焦系統(tǒng)的高隔離度的要求.由于振動主動控制技術具有效果好、適應性強等潛在的優(yōu)越性,所以很自然地成為一條抑制振動新的重要途徑.本文首先提出采用光學傳遞函數作為評價機載光電系統(tǒng)的動態(tài)分辨率工具,并利用它具體分析載體的線性運動和隨機振動對像移的影響,從而為計算線性運動和隨機振動產生像移的容限提供理論依據.分別對載體的角振動與線振動產生的像移進行了定量分析,并得出結論:角振動比線振動對成像

3、質量影響嚴重.因此,在機載成像設備中應嚴格控制角位移的產生,并應該排除平臺基架的線振動耦合成攝像系統(tǒng)角位移.以光學傳遞函數為像質的評價依據,給出了動載體成像振動控制策劃流程,可為規(guī)劃機載成像設備振動控制指標提供方法.結合創(chuàng)新項目的具體要求,選擇了壓電元件作為振動主動控制系統(tǒng)的核心元件,它的性能對整個系統(tǒng)的指標實現有著重要影響,因此進行了應用研究.分析了壓電元件作為振動主動控制的傳感器和驅動器的依據,壓電元件的基本原理和機電性能.給出了壓

4、電元件的主要性能和特征值及其測試方法;壓電元件在使用中的主要特點和應注意的問題.根據機載成像設備的特點、工作條件,建立了柔性體振動控制的模型,并詳細對各種反饋方式進行了類比;著重對絕對加速度反饋進行了系統(tǒng)仿真和振動實驗,該系統(tǒng)在100-180HZ之間的隔振效果明顯,最大值達到10.45dB;單軸振動主動控制實驗結果與理論分析的一致.有力證明了振動主動控制在航空成像系統(tǒng)中應用的可行性和應用前景.最后對多足平臺的振動主動控制進行了方案和實驗