多传感器综合测量系统跟踪控制分系统研究

论文摘要

武器系统不同类别、型号的高速发展,使得靶场试验的时域和空域也在迅速扩大,所以要求光波谱段较宽的多传感器的光电综合测量系统对小、远、快、暗的空中飞行目标进行快速捕获,稳定精确跟踪。作为关键单元的捕获跟踪控制系统,对空间目标能否完成这一任务起着举足轻重轻重的作用,也具有重要的研究价值。本文通过分析测量系统的组成及特点,针对其结构谐振频率低,回转风阻大等原因,得出了系统的设计难点和关键是如何在低结构谐振频率下扩展控制系统带宽,保证系统的稳定精度。针对以上问题本文着重论述了控制系统的特征和设计,并对结构和风阻对跟踪控制稳定和精度的影响进行了一定的研究,在此基础上采用多环路设计及复合控制设计方法对系统进行了设计实现,从试验数据来看,在仪器工作角速度和角加速度范围内,系统满足性能指标要求。文章中还针对多传感器系统雷达的测距优势,在自动跟踪模式下采用共轴跟踪方式实现各传感器的稳定跟踪,并用前馈控制、抑制谐振峰等跟踪控制方式,有效的提高自动跟踪的稳定性和跟踪精度,改善和提高系统的综合性能,同时还解决多种跟踪模式的平滑切换。本文还利用数字控制方法解决数字动态过程的调整,通过不改变校正网络的基础上应用二次过渡法实现快速无超调的过渡过程,保证了系统的快速性和比较小的过渡过程时间。

论文目录

• 第一章 引言
• 1.1 多传感器综合测量及精确控制系统产生的背景
• 1.2 多传感器综合测量系统的主要技术
• 1.2.1 多传感器数据融合技术
• 1.2.2 高速率高稳定度的数字控制技术和回路补偿技术
• 1.2.3 连续变焦距望远镜用于跟踪测量
• 1.2.4 连续波雷达测量技术
• 1.3 多传感器综合测量系统的重要意义
• 1.3.1 首开了国内测控系统和雷达集成的先河
• 1.3.2 国内首次实现光电测量系统的全光波谱段覆盖
• 1.4 国内外测控技术和测量系统的发展现状
• 1.4.1 国外光学测量系统的发展现状
• 1.4.2 国内光电跟踪测量设备及其ATC 技术的发展状况
• 1.4.3 光电测量设备的发展趋势
• 1.5 本文研究重点及技术路线
• 第二章 多传感器测量系统跟踪控制系统的组成及特点
• 2.1 系统的组成
• 2.1.1 系统工作原理
• 2.1.2 系统的组成部分
• 2.2 系统的技术指标
• 2.3 系统的特点
• 2.4 本章小结
• 第三章 控制系统的设计
• 3.1 概述
• 3.2 跟踪方式和功能
• 3.3 跟踪控制分系统基本结构
• 3.3.1 速度回路
• 3.3.2 位置回路
• 3.4 回路结构设计
• 3.4.1 速度回路结构设计
• 3.4.2 位置回路结构设计
• 3.5 单杆半自动跟踪系统设计
• 3.6 多传感器数据融合的实现
• 3.6.1 多传感器数据融合方法
• 3.6.2 数据融合控制设计
• 3.7 本章小结
• 第四章 扩展带宽控制技术
• 4.1 控制带宽同跟踪精度的关系
• 4.2 影响系统带宽的因素
• 4.2.1 采样、保持及延迟对带宽的影响
• 4.2.2 结构谐振对控制系统带宽的影响
• 4.3 扩展带宽及回路补偿控制技术
• 4.3.1 前馈控制技术
• 4.3.2 抑制谐振峰提高带宽的控制方法
• 4.3.3 利用雷达的测距数据实现共轴跟踪控制
• 4.4 本章小结
• 第五章 数字信号处理
• 5.1 数字滤波器的设计
• 5.2 单片数字信号处理器及其在稳定控制系统中的应用
• 5.2.1 DSP 控制器结构和主要特征
• 5.2.2 片内外设及其在系统中的应用
• 5.2.3 数字校正器实现中的几个问题
• 5.3 改善数字随动系统过渡过程方法
• 5.3.1 引起超调的原因
• 5.3.2 超调现象的抑制
• 5.4 本章小节
• 第六章 控制系统试验及分析
• 6.1 利用雷达测距的共轴跟踪试验
• 6.2 系统正弦引导跟踪试验
• 6.3 动靶标跟踪试验
• 6.4 阶跃跟踪试验
• 6.5 实验检测数据
• 第七章 结论与展望
• 参考文献
• 在读期间发表的论文
• 致 谢
• 个人简历