動載體成像振動主動控制技術(shù)的研究.pdf

1、近年來隨著現(xiàn)代軍事技術(shù)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(xué)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(jī)、衛(wèi)星等動載體)上,這樣可以擴(kuò)大光學(xué)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(xué)系統(tǒng)成像質(zhì)量的威脅和影響.在其它相關(guān)技術(shù)相對成熟的情況下,航空成像的質(zhì)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(shù)具有效果好、適應(yīng)性強(qiáng)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(xué)傳遞函數(shù)作為評價機(jī)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(jī)振動對像移的影響,從而為計算線性運動和隨機(jī)振動產(chǎn)生像移的容限提供理論依據(jù).分別對載體的角振動與線振動產(chǎn)生的像移進(jìn)行了定量分析,并得出結(jié)論:角振動比線振動對成像

3、質(zhì)量影響嚴(yán)重.因此,在機(jī)載成像設(shè)備中應(yīng)嚴(yán)格控制角位移的產(chǎn)生,并應(yīng)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(xué)傳遞函數(shù)為像質(zhì)的評價依據(jù),給出了動載體成像振動控制策劃流程,可為規(guī)劃機(jī)載成像設(shè)備振動控制指標(biāo)提供方法.結(jié)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(biāo)實現(xiàn)有著重要影響,因此進(jìn)行了應(yīng)用研究.分析了壓電元件作為振動主動控制的傳感器和驅(qū)動器的依據(jù),壓電元件的基本原理和機(jī)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(yīng)注意的問題.根據(jù)機(jī)載成像設(shè)備的特點、工作條件,建立了柔性體振動控制的模型,并詳細(xì)對各種反饋方式進(jìn)行了類比;著重對絕對加速度反饋進(jìn)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(dá)到10.45dB;單軸振動主動控制實驗結(jié)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(yīng)用的可行性和應(yīng)用前景.最后對多足平臺的振動主動控制進(jìn)行了方案和實驗