机动式光电跟踪转台小型化设计与可靠性研究

论文摘要

光电跟踪转台是集光、机、电与计算机应用于一体的复杂系统,是靶场测量设备、光电跟踪测量设备、天文观测设备、航空航天领域、激光通讯设备、光电捕获跟踪与瞄准设备等不可缺少的关键硬件系统。跟踪转台的光机结构是系统跟踪精度和测角精度的基础,随着光电跟踪转台的广泛应用,已从固定平台发展到机动平台,因此对其可靠性、稳定性和环境适应性提出了更严格的要求,是保证每次转场后精度稳定和工作正常的关键。要满足机动式光电跟踪转台的特殊工作环境要求,必须使系统尽量小型化、结构简单可靠,跟踪转台的光机结构形式的选择是前提,光机和电控系统的合理设计是保证系统可靠性、稳定性的关键,因此对光电跟踪转台的小型化设计和可靠性研究在机动式光电跟踪转台的研制中具有重要的意义。本论文主要针对机动式光电跟踪转台的特殊工作方式和工作环境,通过对不同类型光电跟踪转台设备结构形式的技术方案及光束控制技术进行分析研究,确定并设计了满足特殊环境条件下工作的机动式小型化光电跟踪转台和全反射式发射光学系统,同时对机动式光电跟踪转台的可靠性进行了理论分析、预计,并做了相关的可靠性设计,确保了系统的可靠性、稳定性和实用性。本文还依据误差理论进行了有关的误差分析与计算。通过实际应用,机动式光电跟踪转台的各项功能和跟踪精度达到了技术指标要求,验证了所设计的机动式光电跟踪转台的可靠性、稳定性及误差分析的正确性。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 引言
• 1.1 课题研究意义
• 1.2 内外研究现状及发展趋势
• 1.3 光电跟踪转台的方式及结构
• 1.4 主要研究内容
• 第二章 机动式跟踪转台的结构及组成
• 2.1 光电跟踪转台的结构形式
• 2.2 ATP 系统跟踪转台的原理、组成
• 2.2.1 跟踪转台的工作原理
• 2.2.2 跟踪转台的组成
• 第三章 机动式跟踪转台精度分析
• 3.1 轴系晃动
• 3.1.1 水平轴晃动
• 3.1.2 垂直轴晃动
• 3.2 单项差
• 3.3 编码器测角误差、探测器测角误差、控制系统误差
• 第四章 机动式光电跟踪转台的可靠性研究
• 4.1 建立数学模型和可靠性指标分配
• 4.1.1 跟踪机架设备
• 4.1.2 跟踪控制设备
• 4.1.3 跟踪测量设备
• 4.1.4 二级显控设备
• 4.2 可靠性设计
• 4.2.1 体结构的可靠性设计
• 4.2.2 电控系统的可靠性设计
• 4.3 加工制造阶段对可靠性的控制
• 4.4 可靠性试验
• 第五章 机动式跟踪转台的小型化结构设计
• 5.1 跟踪转台的总体结构选择
• 5.2 跟踪转台小型化设计
• 5.2.1 跟踪转台的小型化总体设计
• 5.2.2 跟踪转台的轴系设计
• 5.2.3 发射天线光学设计
• 5.2.4 光束检测与校正装置设计
• 5.2.5 力矩电机选择
• 第六章 小型跟踪转台轴系装配和检测
• 6.1 轴系的加工精度和装配要求
• 6.1.1 水平轴系的加工精度和装配要求
• 6.1.2 垂直轴系的加工精度和装配要求
• 6.2 轴系的装配检测
• 6.3 检测结果
• 第七章 结束语
• 致谢
• 参考文献
• 攻硕期间取得的研究成果