基于金属光栅的调焦系统研制

论文摘要

大型光电跟踪望远镜系统跟踪运动目标时,自动调焦是实现对运动目标精密跟踪的首要条件。随着光电跟踪系统的发展,要求距离调焦系统应该具有更高的调焦精度,更快的响应速度,更强的环境适应性和紧凑的结构尺寸。利用金属光栅作为调焦机构的测量器件来进行距离调焦,可以提高精度和可靠性,使得调焦系统的性能有较大提高,环境适应性好,结构简化。本文将金属光栅和次镜调焦机构进行系统集成;设计实现硬件控制电路,编写DSP控制软件;经过调试改进,最终将该系统应用于某大型光电跟踪系统之中。通过试验,验证了调焦系统的功能和性能。该套系统提高了调焦精度,提高调焦机构的环境适应性和减小了体积。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 引言
• 1.1 课题背景
• 1.2 调焦系统发展状况
• 1.3 系统指标和课题研究内容
• 1.4 论文的结构
• 第二章 调焦的原理和方法
• 2.1 引言
• 2.1.1 光电跟踪系统工作方式
• 2.1.2 自动调焦在光电跟踪系统中的作用
• 2.2 光电跟踪系统的调焦方法
• 2.3 调焦原理
• 2.4 调焦精度分析
• 2.4.1 调焦系统的误差来源
• 2.4.2 调焦系统的标校及修正
• 2.5 本章小结
• 第三章 调焦系统的硬件设计
• 3.1 调焦系统的系统组成
• 3.2 金属光栅传感器
• 3.2.1 传感器选型
• 3.2.2 金属光栅的选型
• 3.2.3 金属光栅传感器的技术原理
• 3.2.4 金属光栅的安装工艺
• 3.3 调焦控制电路的主要元件特点
• 3.3.1 DSP 芯片 TMS320F2812
• 3.3.2 FPGAXC2S200
• 3.4 电源以及驱动器模块
• 3.5 电机的选型
• 3.6 调焦电路功能模块详细设计
• 3.6.1 设计概况
• 3.6.2 TMS320F2812 的逻辑设计
• 3.6.3 串口设计
• 3.6.4 位置传感器信号处理
• 3.6.5 可靠性设计
• 3.6.6 电磁兼容设计
• 3.7 本章小结
• 第四章 调焦系统的软件设计
• 4.1 软件功能
• 4.2 软件开发工具 CCS3.1
• 4.3 软件设计
• 4.3.1 DSP 的程序结构
• 4.3.2 电机控制程序
• 4.3.3 串口通讯程序
• 4.3.4 LED 显示驱动程序
• 4.3.5 cmd 文件设计
• 4.4 本章小结
• 第五章 实验结果
• 5.1 引言
• 5.2 系统功能测试
• 5.3 研制结果和结论
• 5.4 本章小结
• 第六章 总结
• 致谢
• 参考文献
• 攻博/硕期间取得的研究成果