激光压制光斑照射精度评估系统研究

论文摘要

本文主要研究了激光压制光斑照射精度的评估方法,运用二维跟踪转台采用反射式测量方法对运动靶标进行跟踪并实时采集靶标图像,通过图像处理判读光斑照射点与靶标十字中心之间的偏差量来评估激光压制光斑的照射精度。二维跟踪转台作为此系统的核心部分,采用地平架结构并与红外相机组成评估系统,实现了对目标光斑的跟踪及对跟踪误差的判别。在比较了几种常见的伺服控制方案的基础上,本设计围绕PMAC内部固有的算法,采用了多环反馈控制和复合控制相结合的控制方案并对系统各部分建立了数学模型,对控制算法进行了仿真,并对二维转台跟踪精度进行了讨论和检验,分析了影响转台系统控制精度的因素,结果表明该系统能够实现设计目标。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 研究意义
• 1.2 国内外研究现状
• 1.3 评估系统设计方案概述
• 1.3.1 测试方案
• 1.3.2 工作过程
• 1.3.3 有关参数确定
• 1.4 论文研究的主要内容
• 第二章 评估系统总体设计
• 2.1 系统总体结构设计
• 2.2 转台机械结构分析与设计
• 2.2.1 框架结构
• 2.2.2 动力源
• 2.2.3 支承结构形式
• 2.2.4 驱动方式分析
• 2.2.5 轴系结构
• 2.3 机械谐振分析
• 2.4 主要元件选型设计
• 2.4.1 驱动电机确定
• 2.4.2 电机选择设计验算
• 2.5 检测装置选择
• 2.5.1 旋转变压器
• 2.5.2 角度变送器
• 2.6 运动控制卡PMAC
• 第三章 伺服控制系统结构与软硬件设计
• 3.1 伺服控制系统设计
• 3.2 方位（俯仰）电机驱动与控制电路设计
• 3.2.1 PWM 功率放大器设计
• 3.2.2 驱动电路设计
• 3.2.3 控制逻辑电路
• 3.3 光电跟踪成像系统设计
• 3.3.1 命中率和命中精度测试方案概述
• 3.3.2 相机的选择
• 3.3.3 相机的工作方式
• 3.4 控制系统软件设计
• 第四章 评估系统的伺服系统控制设计
• 4.1 伺服系统概述
• 4.2 控制系统组成
• 4.3 系统各部分数学模型的建立
• 4.4 PID 控制器设计
• 4.5 多环控制回路设计
• 4.5.1 速度环设计
• 4.5.2 位置环路设计
• 第五章 影响评估系统精度的因素分析
• 5.1 影响系统跟踪精度的因素
• 5.2 位置检测元件系统精度影响分析
• 第六章 结论与展望
• 6.1 论文工作总结
• 6.2 有待于进一步解决的问题
• 致谢
• 参考文献