摘要：为了解决机载光电平台与载机间存在相对角位移造成目标定位精度下降问题,设计了一种机载光电平台相对角位移实时测量系统。对现阶段使用的机载光电平台目标定位精度不高的原因以及基于改进的多控制点相机在线标定与姿态测量等理论进行研究。分析了机载光电平台目标定位误差的主要原因;对基于单目视觉理论的机载光电平台相对角位移测量方案进行研究,并以相机标定理论为原型给出了相对角位移测量的数学模型;结合多控制点立体靶标并使用随机并行梯度下降算法(SPGD)与直接线性变换方法(DLT),给出了三步法求解机载光电平台相对角位移的方法;使用设计的方法对机载光电平台相对角位移进行了测量,给出了实验与仿真结果。实验结果表明:设计的机载光电平台相对角位移测量方法精度优于0.092°,单次测量平均耗时小于0.54ms,完全满足现阶段机载光电平台相对角位移测量的精度与实时性等相关要求。

摘要：为实现机载光电平台的实时高精度稳定跟踪控制,提出了一种基于改进干扰观测器和模糊逼近的复合自适应补偿控制方法。首先,根据系统的机械结构特点分析了各框架间的运动学耦合关系;考虑到载体扰动的影响,提出了一种基于速度信号的改进干扰观测器结构,并分析了它的工作原理和鲁棒稳定性。然后,针对机械系统中普遍存在的摩擦等干扰现象,设计了基于模糊逼近的复合补偿控制策略以保证系统的跟踪性能。最后,利用Lyapunov稳定性理论证明了系统的全局稳定性和跟踪误差的渐进收敛。实验结果显示,该控制方法具有较高的稳定精度,其跟踪误差可达μrad数量级,表明该方法可以有效地抑制载体扰动的影响并且具有良好的跟踪性能,是可行有效的。

摘要：复杂的战场电磁环境严重影响了机载光电平台的安全性、可靠性和技术指标。为了提高小型机载光电平台的战场工作效能,从屏蔽的角度出发,对其进行了电磁兼容性设计。首先阐述了电磁屏蔽的屏蔽效能,并分别从屏蔽材料的选择、ABS外壳屏蔽、缝隙处屏蔽及敏感单元双层屏蔽等方面对小型机载光电平台进行了电磁屏蔽设计。通过电磁兼容性试验对屏蔽效果进行了验证。试验结果表明,采取合理的屏蔽措施后,小型机载光电平台的视频图像显示正常;传导发射值降低了约20 d BμV;电场辐射发射值降低了约10 d BμV/m;并且其余各项试验均得到了不同程度的改善。为机载光电平台电磁兼容性设计提供了参考。

摘要：综述了近年来国内外针对机载光电设备的减振设计和技术。重点关注主动减振技术能有效抑制低频振动信号,拓宽系统减振频域;设计机载光电平台减振系统应考虑将被动减振技术与主动控制结合,减小高低频振动信号对载机平台的影响,满足不同光电载荷对振动信号频率响应的减振差异性需求。

摘要：针对机载光电平台两轴四框架结构框架间的耦合作用严重影响控制精度的问题,对各框架转轴转动惯量耦合关系进行了研究,对伺服系统控制器进行了改进设计。基于方向转移矩阵与框架间的耦合关系,建立了各框架转轴的转动惯量数学模型,并利用UG软件设计了机载光电平台框架间转动惯量耦合角度变化数据;同时,基于已建立的转动惯量数学模型,结合传统的干扰观测器,在速度控制环PI控制下实现了名义逆模型的实时校正,并设计了改进型干扰观测器。研究结果表明:所建立的转动惯量数学模型正确可靠;改进型干扰观测器能够更准确地估计出等效干扰,使控制回路能够更有效地进行控制。

摘要：简述了机载光电平台的工作原理与功能,介绍了平台速度环和跟踪位置回路的经典控制方法。从提高系统的跟踪精度出发,提出了复合控制在机载光电平台数引跟踪中的应用。介绍了前馈控制的原理和局限性以及在光电平台数引跟踪回路中的具体设计方法,并给出了实验结果。结果表明,与没有进行复合控制相比较,对机载光电平台实施前馈复合控制能够在不改变系统闭环稳定特性的前提下,将系统的数引跟踪精度提高10%。

摘要：针对新型无人机载光电平台内部载荷的安装特点及三轴万向节支撑结构,提出了一种使用高精度距离传感器进行平台内部载荷相对姿态的测量方法。首先,利用偏心旋转的基本原理建立了偏心测角的数学模型,导出了利用偏心法进行小角度测量时角度与距离变化的近线性关系;然后,结合机载光电平台内部载荷相对外框架运动的特点,通过巧妙的偏心结构设计建立载荷沿方位与俯仰方向上相对姿态测量方案;利用双偏心球面及多传感器组合有效地消除了系统径跳等误差对测量精度的影响;最后,使用高精度传感器与本文的测量方法对测量方案进行了验证。理论分析与实验结果表明,本文测量方法简单可行,测量精度优于15″,测量带宽达1.24kHz,完全满足某新型机载光电平台载荷内姿态的测量要求。具有很好的应用价值。

摘要：为了提高光电平台的动态特性,减少受激励源的振动响应,通过引入交叉算子、学习因子和混沌变异等,提出了一种改进粒子群算法,并采用改进粒子群算法与动力学联合优化的方法(APSO-ABAQUS)对机载光电平台进行多目标优化研究。首先建立了光电平台的有限元模型,并将该模型的模态计算结果与模态试验测试值进行对比,验证了光电平台有限元模型的有效性;然后将优化前仿真得到的光电平台的振动响应与随机振动试验得到的振动响应相比较,进一步验证模型有效;最后以振动响应、质量和刚度特性为优化目标,对光电平台进行优化。结果表明:优化前振动加速度峰值为641.30m/s^2,优化后的振动加速度峰值为375.68m/s^2,较优化前振动加速度峰值降低了41.42%;优化后光电平台基频由74.53Hz提高到107.36Hz,提高了44.04%,较大程度提升了平台的动刚度,有效提高了光电平台的动态性能;光电平台的质量由优化前的53.4kg减小至48.6kg,质量降低了8.64%,优化后光电平台的结构更加合理;建立的APSO-ABAQUS多目标优化模型是合理可行的,可为其他结构优化设计提供一定的借鉴。

摘要：设计合理的隔振装置能有效隔离机体传递给平台的振动 ,保证平台稳定和跟踪精度。分析了金属三向隔振装置的工作机理 ,指出其在机载光电平台应用中的优点。通过试验测试了金属三向隔振装置在光电平台中的隔振效果 ,并对测试曲线进行了分析 。

摘要：机载光电平台为增加跟踪能力通常采用两转轴四框架结构,该结构内外框架间的连接较为复杂,框架间的耦合作用严重影响控制精度。本文结合方向转移矩阵推导出两转轴四框架结构的转动惯量耦合方程式,并建立各框架上对应转轴的转动惯量数学模型,极大程度上解决了各框架转轴转动惯量存在的耦合问题。结合建立起的转动惯量数学模型,推导出两转轴四框架结构的动力学数学模型。利用仿真软件模拟出两转轴四框架结构的仿真数据,对比建立的数学模型数据成功验证了模型建立的正确性。模型及仿真分析结果为两轴四框架光电平台的控制系统设计提供了依据。