光电经纬仪室内检测系统的研究与应用

为解决靶场光电经纬仪的精度检测问题,进行可行性分析和系统研究,研制开发室内检测系统。系统针对靶场不同型号的光电经纬仪提出合理的检测方法,建立动态精度靶标为检测基础的数学模型,用Visual Basic实现数据转换、计算和检测信息管理,并通过某型号光电经纬仪实际检测、验证系统的正确性。该检测系统增强了检测的可靠性,极大地提高检测效率。     

靶场光电经纬仪跟踪精度评估技术

靶场鉴定光测设备跟踪精度以往采用静态拍星和动态误差增量合成法,然而这种方法与执行飞行试验任务时的真实工作条件差别较大,鉴定的内容和结果都有一定的局限性。针对光电经纬仪设备的实际跟踪状态,以GPS(全球定位系统)测量信息作为比较标准,采用散度、偏度、精度来综合评估设备跟踪精度,通过对各通道测量数据进行散度、偏度分析,建立散度统计模型检验方法和偏度统计处理算法,系统评估与分析光测设备跟踪质量,实现对光电经纬仪跟踪精度的综合评估,并利用实际数据进行仿真计算和分析,仿真分析结果验证了其方法的可行性。     

光电跟踪测量工程的发展

一、前言二十余年来,我国靶场光电跟踪测量设备——以光电经纬仪为主要代表,已经发展到第四代。今天的光电经纬仪,除了具备摄影这一基本测量记录手段外,通常还具有电视跟踪测量、红外跟踪测量、激光跟踪测量及激光测距等技术。测角、测距精度,自动跟踪性能及仪器自动化程度日趋提高完善,并广泛采用微机来提高整机及各分系统的性能,与国外近年来发展的同类产品相比,性能相差无几。与此同时,由于抗电子干扰的需要,我国也开始发展光电火控系统,光电制导系统。尽     

靶场T型架光电经纬仪精度检测方法的研究与应用

根据T型架光电经纬仪结构特点，设计了偏心方法，利用动态精度靶标对T型架光电经纬仪进行脱靶量、静态、动态及跟踪随机均方差的检测，通过某型号光电经纬仪的实际检测验证了该偏心方法的正确性。     

光电经纬仪GPS引导系统

为了解决光电经纬仪跟踪测量电视视场较小、不易大范围捕获目标的困难，利用GPS技术，研制了光电经纬仪GPS引导系统。本文介绍了该光电经纬仪GPS引导系统的系统结构、引导原理，并对引导误差进行了分析。该系统已应用于某重点型号的弹射救生试飞中。实践证明，该系统结构合理，使用方便，可以推广使用。     

发射区经纬仪系统

白沙导弹靶场(WSMR)研制了一种“发射区经纬仪(LAT)”光学跟踪系统,该系统可为陆军正在研制的新一代超高速导弹提供更好的时间-空间-位置信息(TSPI)。LAT系统有一个高性能的光学跟踪座,上面安装一个8-12um的前视红外(FLIR)传感器,一个新设计的全帧针定位的35毫米摄影机和一个焦长50英寸的自动聚焦的镜头。RLIR配上白沙靶场自行研制的基于统计的自动视频跟踪器,这样构成一个功能很强的近距离导弹自动跟踪系统。这种LAT设计得可替代短程反坦克导弹试验计划的大量固定式摄影机。新开发的跟踪技术可以使角度跟踪的速度和加速度超过1弧度。开发了一种专门技术可在导弹发射时推动机座使之与目标运动相匹配,一种自适应伺服控制技术允许采用Ⅲ型伺服,补偿沿导弹飞行路径布置LAT跟踪座而产生的高加速度。在导弹通过垂直于机座的点时,使用一种自动化模式选择措施,使跟踪座迅速减速,以使目标始终保持在相机的视场中。本文介绍了由8台LAT组成的光学跟踪网的设计方案,利用FLIR传感器的自动视频跟踪技术和伺服控制算法的结构。这些算法使LAT系统达到了白沙导弹靶场以前从未达到的水平。     

用GPS引导电影经纬仪、激光雷达和威胁发射机

三军GPS靶场应用计划中开发的GPS设备已投入使用。在试验和训练靶场一项很有希望的应用就是电影经纬仪、激光雷达和威胁发射机的指向控制。电影经纬仪和激光雷达用于靶场外测精度极高,可是波束捕获范围极窄,需要外部引导。无人值守威胁发射机也需要外部指向信息。在这一应用领域,在被试或训练飞行体上装GPS接收机或转发器,飞行体的位置经下行链路发到跟踪站,在跟踪站上计算出指向角,用来引导或控制电影经纬仪、激光雷达或威胁发射机。由于差分GPS的精度很高,所以这种引导方法很精确。利用高速率直接下行数据链路,指向信息的时间延迟很小,对高动态飞行器仍能提供高精度引导信息。这种方法不需要在跟踪站上配值守人员,所以这种方法是控制这些设备的高效费比方法。     

光电经纬仪红外成像跟踪处理器的研究与实现

以高性能数字信号处理器TMS320C6203为核心,结合CPLD（可编程逻辑器件）进行逻辑控制,用FPGA（现场可编程门阵列）进行预处理,设计了实时目标检测和跟踪系统。介绍了实时图像处理系统的硬件组成、工作原理、软件流程,重点分析目标检测算法和系统实时性。该系统被成功用于光电经纬仪红外图像处理系统中,经试验证明,系统对弱小目标的检测、识别和跟踪能力达到实际工程的实时性需求,大大提高了数据采集能力与处理速度,采样精度得到很大提高,完全满足系统设计要求。     

激光自动跟踪技术的应用及其发展前景

本文首先简要介绍了国外激光自动跟踪技术在靶场测量中的应用情况,接着介绍了我国第一台应用于靶场测量的激光自动跟踪系统的工作原理,并给出了该系统的静态、动态精度的检验结果。最后,探讨了激光自动跟踪技术在我国靶场测量的应用前景。     

利用星体摄影（像）法评定光电经纬仪测角精度的研究

介绍了一种光电经纬仪测角精度评定的星体标校方法。该方法以天体恒星的理论角度值作为标准，将星体的观测角度与理论角度之差进行最小二乘统计分析，获得光电经纬仪静态测角误差。该方法具有投资小、评定精度高、可靠等优点．已成功地应用于飞行试验研究院光电经纬仪系统的精度评定中。     

分布式光电经纬仪测量系统信息传输设计

由于光电经纬仪测量系统中,测量摄影机越来越多地由高速电视所替代,信号传输在原来只有数据信息的基础上又增加了高速图像信息,从而使得信息传输量大大增加。就光电经纬仪测量系统中使用的导电环和经纬仪专用通讯系统接口在信息传输中的能力缺陷,分别寻找出多路空间互连光旋转连接器和光纤以太网的解决途径,为经纬仪的旋转平台和静止平台之间以及各经纬仪之间的信息传输,提出一种新的设计方案。     

卫星跟踪设备伺服系统的动态范围

从理论上给出卫星跟踪设备的角跟踪范围，为具体设备研制中确定伺服系统的角跟踪动态范围提供最根本的技术依据。方法是先分析卫星相对于地心和地表设备的角运动，给出角速度及角加速度范围；然后针对A-E和X-Y两种伺服方式进行角运动的分解，并结合卫星运动的典型轨道，分别给出A-E式和X-Y式伺服系统跟踪卫星时所需的最小保精度动态范围，本文的分析表明：A-E式伺服存在过顶盲区，该盲区是实际应用中不可避免的客观存在，X-Y式伺服存在地平盲区，但该盲区不影响实际应用。     

伞舱系统跟踪引导数据迭代算法

针对在返回舱乘伞下降阶段,测控链中弹道测量设备丢失目标,以及跟踪结束后无法外推生成可靠引导数据,光学设备难以快速捕获目标等问题,以风场修正模型为基础,通过风场提前修正与采用测量数据实际修正相结合的方法,建立伞舱系统跟踪引导数据迭代算法.利用多次返回段任务数据对该算法进行实验验证,并与实际任务中目前使用的方法进行比较,结果表明：通过该算法推算较长时间后的引导数据,其平均误差为现有方法的6％;推算较短时间后的引导数据,其平均误差为现有方法的20％.因此,利用该算法计算的引导数据精度较高,有助于光学设备及其他测控设备快速捕获或重捕目标.     

基于自适应Kalman滤波的导引头随动系统设计

主要研究导引头随动系统中探测器信号处理延迟的影响及其补偿控制算法。提出了一种自适应Kalman滤波延迟补偿方案,利用Kalman滤波的预测能力得到当前时刻视线角的估计值,进而得到此时的跟踪误差的估计值,取代被延迟的探测器输出进行闭环控制。考虑到导引头探测器的低更新频率、非等间隔量测等工程特点,又对上述滤波算法进行了一系列改进。仿真表明方法可以明显提高导引头在弹体扰动情况下的跟踪精度。     

On-line gain-tuning IP controller using RFNN

In this study an integral-proportional (IP) controller with on-line gain-tuning using a recurrent fuzzy neural network (RFNN) is proposed to control the mover position of a permanent magnet linear synchronous motor (PMLSM) servo drive system. The structure and operating principle of the PMLSM are first described in detail. A field-oriented control PMLSM servo drive is then introduced. After that, an IP controller with on-line gain tuning using an RFNN is proposed to control the mover of the PMLSM for achieving high-precision position control with robustness. The backpropagation algorithm is used to train the RFNN on line. Moreover to guarantee the convergence of tracking error for the periodic step-command tracking, analytical methods based on a discrete-type Lyapunov function are proposed to determine the varied learning rates of the RFNN. Furthermore, the proposed control system is implemented in a PC-based computer control system, Finally, the effectiveness of the proposed PMLSM servo drive system is demonstrated by some simulated and experimental results. Accurate tracking response and superior dynamic performance can be obtained due to the powerful on-line learning capability of the RFNN. In addition, the proposed on-line gain-tuning servo drive system is robust with regard to parameter variations and external disturbances     

涡喷发动机伺服跟踪控制

为解决双转子涡喷发动机多变量系统的控制问题,采用了输入变换和状态反馈的方法,并对解耦后的系统设计了伺服跟踪控制器。SIMULINK仿真验证表明控制系统在允许的模型摄动范围内具有一定的鲁棒伺服性能。     

飞行模拟转台高精度数字重复控制器的设计

从工程的角度讨论了离散重复控制系统的设计,所提出的重复控制方法可保证速度跟踪误差快速收敛为零。在重复控制器中采用了高阶低通滤波器和动态补偿器,改善了跟踪精度,保证了系统的稳定性,减少了周期性扰动误差。将所提出的方法应用于飞行模拟转台伺服系统的速度控制中,仿真结果表明,针对周期指令信号和周期干扰信号可保证较高的跟踪精度和较强的稳定性和鲁棒性。     

旋转调制式惯性平台的圆锥运动误差

转调制式空间稳定平台采用陀螺壳体翻滚技术,陀螺壳体翻滚在平台伺服跟踪作用下将形成圆锥运动。圆锥运动误差会引起陀螺漂移,对高精度、长航时惯性导航系统的精度将造成严重影响。首先,介绍了高精度、长航时旋转调制式惯性平台的基本工作原理,推导了平台上的陀螺沿旋转主轴相对地球的角速度。其次,阐述了陀螺壳体翻滚的圆锥运动,推导了壳体翻滚装置和框架伺服系统的跟踪误差及牵连运动角速度引起的圆锥运动附加漂移误差公式。再次,根据数值举例给出了计算机仿真曲线,指出该误差对高精度系统的危害。最后,得出结论：为了实现圆锥运动误差极小化,确保系统长时间运行精度和可靠性,必须实时扣除牵连运动角速度引起的圆锥运动误差分量,并优化设计壳体翻滚装置与平台伺服系统。     

导叶伺服动力学系统通用建模方法

针对现有导叶伺服系统模型跨平台联合仿真速度慢、通用性差的问题，提出了一种基于动力学特性方程的、部件通用性 强的导叶伺服系统通用建模方法。采用部件建模法从底层方程到部件级模型，再到顶层系统，形成层次化、模块化的建模架构，使 原理与工程应用有机融合；通过对导叶伺服系统各组成部件进行工作机理分析，建立导叶伺服系统的AMESIM模型，推导各组成 部件的动力学特性方程，开发Simulink部件模型库；与AMESIM模型进行对比验证，构建Simulink导叶伺服动力学系统机理模型。 结果表明：系统模型稳态误差不大于0.12%，斜坡响应跟踪误差为3.7%，对于幅值为作动筒位移5%的不同频率正弦指令信号，导 叶伺服闭环系统带宽不小于8 Hz。该导叶伺服动力学系统模型具有较好的准确性、稳定性和动态特性，是可行和有效的，具有明 显的推广应用价值和跨平台多学科联合仿真优势。