一、潜望镜瞄准线陀螺稳定系统的理论分析（论文文献综述）
和明[1]（2019）在《基于重复控制和周期信号检测的舰载光电跟踪仪的研究》文中研究说明自20世纪60年代以来,光电跟踪仪逐渐成为各国海军大、中、小型水面舰艇的主要搜索探测、目标识别、目标跟踪、目标空间坐标的测量设备,但随着科学技术的不断进步,对光电跟踪仪使用需求不断提高,高精度稳像、高精度跟踪、远距离探测目标及强抗干扰能力,是当今世界高技术光电跟踪仪装备研究的重点之一。本文首先研究了重复控制算法和周期信号检测方法,设计一种基于重复控制和周期信号检测的舰载光电跟踪仪算法。该算法通过采样并计算出周期信号,为重复控制提供前提。实现在不改变现有装备的光电跟踪仪的结构形式,提高现有光电跟踪仪的稳像隔摇精度,进一步减小调节时间和超调,使光电跟踪仪在水面舰艇摇摆状态下,稳像隔摇的指标提高,使其跟踪目标更加平稳、跟踪目标的精度进一步提高。其次设计了一种基于重复控制和周期信号检测算法的舰载光电跟踪仪,并从电气方面、软件方面、结构方面和光学方面等多方面进行优化。电气设计主要针对硬件电路、跟踪器和供电系统进行了优化设计,从而达到消除偏差、跟踪目标的目的;软件设计主要通过在光电跟踪仪的伺服控制系统中嵌入该算法,使光电跟踪仪提高稳像和跟踪指标;结构设计主要针对指向器和显控台设计进行了优化,提高了跟踪数据的精度;光学设计主要针对光路机构设计和探测器设计进行了优化,实现了图像质量提高的目的。最后,经过仿真数据计算和装备系统实测数据曲线,证实了基于重复控制和周期信号检测算法在提高舰载光电跟踪仪的稳像隔摇和跟踪精度上的有效性。
曾钦勇[2]（2018）在《光电远程快速探测关键技术研究》文中指出随着航空航天技术的高速发展,侦察探测卫星、高空长航时飞行器、超音速导弹等快速空天平台对光电载荷远程探测的需求愈加强烈,技术指标要求越来越高,现有光电探测技术难以适应平台发展的需求。本文主要研究快速空天平台的光电远程探测技术,采用光电共要素并行多学科快速协同设计的总体设计方法、基于快速反射镜的宏微二级复合稳定平台控制和步进凝视扫描技术以及多波段共孔径探测技术,围绕着提升系统“光舱比”的技术路径,实现快速空天平台的光电远程探测。主要创新成果如下:1.研究光电共要素并行多学科快速协同设计的总体设计方法,大幅提高复杂光电系统研制的质量水平。通过提取单一学科不能实现的主要系统指标或承担光学、控制等多学科功能的核心元器件作为共要素,采用并行设计方法,使系统总体设计经历一次迭代即可得到较优解。利用此方法提高系统耦合性、控制精度,并缩小光电系统体积和重量,解决以往因采用串行和简单并行的总体设计方法需要多次迭代、欠缺耦合性设计导致的研制周期长、系统指标难以兼顾的问题。2.研究基于快速放射镜（FSM）的宏微二级复合稳定平台控制和步进凝视扫描技术,大幅提升平台稳定精度和成像质量。通过改进传统两轴两框架或两轴四框架机械稳定平台,增加快速反射镜精稳级,利用其高控制精度和高带宽特性,使平台稳定精度提高一个数量级;通过快速反射镜的像方反扫补偿实现步进凝视扫描,即伺服稳定平台作连续稳定的角运动,快速反射镜在光路中按照光学放大率作反向角运动,在毫秒量级的探测器积分时间内使光轴保持静止完成凝视成像,增加红外焦平面阵列探测器有效积分时间,显着改善成像质量。3.基于上述研究,提出以“光舱比”（光学口径与舱体直径之比）作为衡量复杂光电探测系统集成度的指标,实现在空天平台体积重量约束下的最优光电系统性能。通过进一步研究多波段共孔径探测技术,结合二极管泵浦固体激光器（DPL）技术、宏微二级复合控制稳定平台技术、快速步进凝视扫描技术和多探测器复用技术,最大限度提升系统光学口径和焦距,实现远程探测。4.将上述理论研究成果应用于某低空快速飞行平台红外探测装置、某高空快速飞行平台红外探测装置,在短研制周期、小体积重量以及恶劣使用环境等苛刻条件下,成功研制出工程样机,达到了总体要求。在总体设计时按照光电共要素并行多学科快速协同设计的方法,通过并行的子空间多方案快速概念设计及排列组合优化,转化为工程设计的共要素约束条件,进而指导分配光机系统和伺服稳定系统的设计权重,并在电子样机上对设计方案进行综合性能动态评估和迭代优化,经过一次设计迭代,确定总体技术方案。其中,在某低空快速飞行平台红外探测装置的研制中,针对小窗口大扫描角的要求,采用伺服稳定平台为主、光机为辅的设计权重,确定了基于陀螺稳定反射镜物方扫描的方案,具有高精度和高动态的稳像能力,突破小窗口、大扫描角和高角分辨率前提下快速高清晰度扫描成像的技术壁垒,实现了设计指标;在某高空快速飞行平台红外探测装置的研制中,针对机载快速扫描光电成像系统,采用光机为主、伺服稳定平台为辅的设计权重,基于快速反射镜复合轴控制的快速步进凝视扫描技术,通过设计前置望远系统、后置成像系统的光机结构和三轴光纤陀螺稳定两轴框架平台,配合小惯量的快速反射镜进行一维反扫进,实现了超过300公里远距离的高精度和高动态稳定红外成像,达到了设计指标;将上述理论成果应用于无人机光电瞄准吊舱研制,首先从提升“光舱比”的核心需求出发,采用光电共要素并行多学科快速协同设计的总体设计方法,拟定光电瞄准吊舱的总体方案,其次针对光机系统,设计同轴共孔径光学系统,结合激光测照子系统,形成系统多光合一的整体光机结构,然后针对伺服控制系统,采用基于快速反射镜的宏微二级控制稳定平台技术和快速步进凝视扫描技术,使整个系统具备体积小、重量轻的特征和高精度、高动态的瞄准能力,最终通过设计仿真达到了设计指标,处于国际先进水平,现已进入工程试制阶段。本文的理论研究和工程研制为快速空天平台光电远程探测系统研制提供了理论方法和技术基础。
郑传武[3]（2016）在《潜望式光电稳定系统的结构分析与研究》文中认为论文针对某型潜望式光电稳定系统的稳定结构展开详细的分析和研究。该系统采用红外光谱分析方法实现对目标云团的远距离探测,系统采用单元式红外探测器,在红外波段不呈现具体图像,并且配备小型可见光CCD摄像机辅助瞄准。系统具备俯仰和方位两个轴向的扫描功能,能实现较高自动化的定点监测、扇区和360°周视无间断扫描。通过对系统稳定结构的分析和研究,充分体现了系统对稳定结构的优化设计和制造装调技术,有效隔离了车体振动等因素带来的扰动,避免系统光轴抖动,实现了在车体行进过程中仪器光轴始终保持稳定并瞄准目标。该型潜望式光电稳定系统目前已成功研制并转入生产阶段,其研究与开发在民用和非民用领域上都具有十分广阔的应用前景。论文介绍了潜望式光电稳定系统广泛的应用前景和特点,其国内外相关领域的部分理论和研究成果;针对潜望式光电稳定系统研制功能需求,分析了其总体布局和架构;分析了潜望式光电稳定系统的坐标体系和稳定工作原理:分析了影响光电稳定系统实现可靠稳定并保持的一些关键技术;探讨了潜望式光电稳定系统的一些工程实际问题及其解决方法,针对光电稳定系统多光路光轴同轴度的问题进行了分析;对某潜望式光电稳定系统的干扰力矩和反射镜俯仰角度进行具体设计计算;对潜望式光电稳定系统光机装调进行论述,对光电稳定系统今后所要面临的新的工程应用问题及持续改进方向进行了展望。论文的稳定结构分析与研究为当前及今后的潜望式光电稳定系统的工程应用奠定了一定的技术理论基础。
汤其剑[4]（2014）在《高精度多轴稳定平台指向误差的分析与研究》文中进行了进一步梳理高精度多轴稳定平台通过隔离载体扰动,保证视轴稳定,进而实现目标捕获、跟踪、瞄准等功能,且已经取得了广泛的应用。基于平台的发展概况以及国内外的研究现状,本文以提高稳定平台的指向精度为主要目的,在分析总结平台结构、运动机理的基础上,系统地研究了影响平台指向精度的各项误差源及其传递规律,对几何误差的合成与分配进行了系统深入的分析,同时对测试过程误差和修正方法也作了全面深入的研究。本文首先分析了稳定平台常用的几种框架结构和工作机理,利用齐次坐标变换方法分别获取了平台的测量方程和视轴稳定的工作条件。接着详细阐述了影响指向精度的静态和动态误差源,并利用四元数法详细分析了几何误差项的作用规律,建立了具有明确物理意义的指向误差修正参数模型。根据误差的合成与分配理论,本文针对各几何误差源,建立了其相应的概率密度分布,利用蒙特卡洛方法进行了几何误差敏感度分析,指出了影响指向精度的敏感因素,为误差分配提供了指导。本文还对公差合成与分配进行了相关的研究,重点讨论了公差合成与分配的方法,通过具体实例的阐述,为设计阶段精度设计提供一定的理论指导。本文归纳总结了稳定平台的测试方法,针对常用的高精密转台和光电自准直仪测试系统,利用八元数对其测试过程误差进行了深入的分析,最终建立了标定过程误差模型,同时还建立了标定时平台两轴读数耦合的分离方程,为平台的精确标定提供了指导。误差补偿作为一种能有效提高精度的手段,已被广泛应用于多个领域。本文从模型理论入手,分别建立了指向误差修正的非参数模型和半参数模型。根据贝叶斯非参数估计引入了高斯过程回归估计,对其回归过程进行了详细的分析,通过实例介绍了高斯过程回归估计在多轴稳定平台指向误差修正中的应用。半参数模型是参数模型和非参数模型的融合,包含了两种模型的优点,具有更强的适用性。本文则分别建立了基于补偿最小二乘法和最小二乘配置法的半参数修正模型,对其模型估计和预测作了详细的阐述。与参数模型修正结果对比,半参数模型和非参数模型的表现更具优越性。
王立玲[5]（2014）在《并串联光电稳定平台伺服控制系统研究》文中提出自从稳定平台问世以来，一直采用框架式的串联机构形式的稳定平台，由于其结构简单，工作空间大，运动灵活，获得了广泛的应用；相比之下，并联机构稳定平台具有结构刚度好、承受负载强、空间定位精度高、整个机构紧凑等特点。然而，无论是串联稳定平台还是并联稳定平台，都有其难以克服的缺点，如工作空间、承载力等矛盾难以消除。本论文综合它们的优点，深入研究了并串联混合机构。针对本实验室研制的并串联光电稳定平台原理样机，就运动学、动力学、光纤陀螺随机漂移、控制算法以及伺服系统实现等相关关键问题开展了深入研究。论文完成的主要工作和创新如下：1、采用矢量法和旋转矩阵法对并串联光电稳定平台进行了的运动学分析。采用三维建模软件UG和多体动力学仿真软件ADAMS相结合建立稳定平台三维模型。根据推导的运动学模型和三维模型，详细分析了工作台输出的滚转、俯仰和偏转角之间耦合关系，并对并串联光电稳定平台运动学模型、三维模型进行仿真实验，并与实际数据进行了对比分析，进一步证明了所建立的运动学模型和三维模型准确有效。2、基于Lagrange法和虚功原理建立了并串联光电稳定平台动力学模型。分析了稳定平台各个部分的动能，根据Lagrange法建立了稳定平台适合于控制使用的动力学模型。根据虚功原理对稳定平台进行了广义力分析。根据并串联光电稳定平台三维模型，采用ADAMS软件对各轴的力矩和加速度进行了动力学分析。3、基于时间序列建立光纤陀螺随机漂移模型，采用卡尔曼滤波抑制随机漂移。分析了光纤陀螺随机漂移的特性，利用实测数据建立了光纤陀螺随机漂移的静态和动态ARMA模型。依据ARMA模型，采用卡尔曼滤波有效的抑制光纤陀螺随机漂移。4、完善动力学模型，设计了一个非线性自适应控制器。详细分析了动力学模型的各项系数。考虑实际系统工作中存在的摩擦、负载扰动和动力学参数误差。分离出动力学模型中的未建模动力学参数、摩擦力参数和负载扰动，建立了关于待辨识参数的线性动力学模。运用Lyapunov方法设计了一个非线性自适应控制器。分别将所提出的控制器与计算力矩控制器分别在跟踪高速和低速情况进行了仿真实验，将实验结果进行了对比分析，实验表明所提出非线性自适应控制器在低速、高速状态下控制效果明显好于传统计算力矩控制。5、构建了并串联光电稳定平台伺服系统的软硬件，搭建了实验平台。搭建实验平台为并串联光电稳定平台系统相关技术的研究和验证提供一个有效的、与实际相似的实验环境的平台。将所提出的非线性自适应控制器用于并串联光电稳定平台控制，实验结果证明了本文有关理论分析的正确性和所设计的控制系统的有效性。
孙高[6]（2013）在《半捷联光电稳定平台控制系统研究》文中进行了进一步梳理半捷联稳定方式利用弹载惯性器件信息实现导引头光轴的惯性稳定，有效解决了传统速率陀螺稳定方式中存在的系统体积大，质量重和成本高的问题，逐渐成为导引头技术的发展重点。本文针对研制的半捷联光电稳定平台原理样机，从运动学，稳定原理，动力学，系统摩擦补偿，系统整体稳定方案，匹配滤波，微分测速，控制算法以及视线角速度等方面开展了相应的研究。首先，基于空间机构学的理论，针对半捷联光电稳定平台结构，采用空间坐标旋转变换的方法，导出了稳定平台偏航俯仰方向的角增量，同时建立了光轴在惯性空间的稳定方程，并研究对比了直接稳定和半捷联稳定的原理，给出了不同稳定方式下的几种控制和陀螺配置方案，并比较了各方案的优缺点。在运动学分析的基础上，采用牛顿力学原理，以刚体转动的欧拉动力学方程为基础，得出了半捷联光电稳定平台的动力学方程，并以半捷联原理样机为研究对象，采用数值仿真的方式得出了偏航框和俯仰框在工作空间内的角速度、角加速度以及框架间的耦合力矩，为控制系统的开发与设计打了基础。为了提高半捷联光电稳定平台的稳定跟踪性能，针对系统中摩擦补偿、匹配滤波、微分测速以及控制系统设计等方面进行了研究。采用了基于库伦-粘滞摩擦模型的补偿方式，并通过极点配置的方法设计控制器，鉴于实际工程中摩擦模型难以精确建立，提出了基于扰动观测器的摩擦补偿方案；针对测速环节与陀螺动态不匹配的问题，设计了匹配滤波器，提高了系统对弹体扰动的解耦精度；对框架角位置信号微分求取角速度进行了研究，采用了跟踪微分器的方法进行框架角速度估计；根据经典控制理论和现代控制理论的方法设计了速率稳定环和位置跟踪环的控制系统，通过超前滞后的补偿方法设计了速率稳定环的控制器，在弹体扰动幅值为1°频率为2Hz时，偏航和俯仰方向的隔离度分别为5.97%和5.42%；采用模糊控制理论设计了位置跟踪环的模糊自整定PID控制器，实验结果表明，在3°/s时，系统偏航俯仰的跟踪精度分别为2.42mrad和2.05mrad。最后，对半捷联光电稳定平台视线角速度进行了研究，结合目标视线偏差角，建立了稳定平台视线坐标系，并通过多级坐标变换，建立视线坐标系下的视线角速度模型，并根据视线角速度信号的组成，采用误差传播与合成原理，分析了陀螺测速误差、编码器测角误差和机械安装误差等因素对视线角速度精度的影响，并针对研制的半捷联光电稳定平台原理样机进行了视线角速度精度分析，其三个方向分量的精度分别为0.88mrad/s，3.8mrad/s和3.2mrad/s，为半捷联光电稳定平台的机械设计及主要测量器件的选择提供了理论依据。
尹明东[7]（2012）在《自抗扰稳瞄控制技术研究》文中指出本文研究的内容是自抗扰稳瞄控制技术。该技术主要应用于光电稳瞄系统瞄准线稳定控制的设计,目的是提高稳瞄系统的稳定精度。本文简要地介绍了光电稳瞄技术的发展、瞄准线稳定的基本工作原理、组成和分类,介绍了国内外在本领域的发展现状,系统地分析了两轴两框架结构、两轴四框架结构、反射镜稳定和整体质量稳定光电稳瞄系统的运动学和动力学特征,分析了影响瞄准线稳定精度的因素,对稳瞄控制系统进行了建模。介绍了Luenberger状态观测器、Ohnishi提出的扰动观测器、Ju-Kwang Park提出的扰动观测器、应用曲率模型的非线性自抗扰控制算法和韩京清提出的非线性自抗扰控制算法共五种自抗扰控制技术的具体实现方法,分析了它们的基本原理和主要特征,指出它们的共性和差异。在此基础上提出了一种适合稳瞄控制应用的自抗扰控制方法,它以电机电流和陀螺速度输出为输入信号、实时观测和补偿扰动,对该方法进行了理论分析和计算机仿真,并设计了具体的实现电路,说明了调试和实验方法。本文实现的自抗扰稳瞄控制技术在具体的稳瞄产品上进行了稳瞄精度实验,实验表明对提高光电稳瞄产品的稳定精度效果明显,该技术具有良好的应用和推广前景。
朱华征[8]（2012）在《成像导引头伺服机构若干基本问题研究》文中研究表明导引头伺服机构是精确制导武器的核心部件，其性能直接决定了精确制导武器的性能。精确制导武器不断提高的制导精度对导引头伺服机构的静动态性能提出了更高的要求。特性指标是导引头伺服机构静动态性能的衡量标准，如何提出合理的特性指标要求是导引头伺服机构研制的基础。研究影响导引头伺服机构性能的内在机械、传感、控制等因素，并有针对性的提出相应的解决方案是提高导引头伺服机构性能的基本途径。本文首先研究了成像导引头特性指标的设计问题；然后研究了两轴两框架导引头伺服机构的动力学耦合问题，分析了质量不平衡力矩和摩擦力矩因素对导引头伺服机构性能的影响；在此基础上，从工程应用的角度研究了几种适用于导引头伺服机构的补偿控制方法。本文的主要研究工作为：1.研究载体运动对光电成像系统成像质量的影响是合理确定稳定精度指标的基础。首先分析了动载体光电成像系统视轴抖动的来源；然后从几何光学的角度分析了载体运动与光电成像系统焦平面上图像运动的关系；最后从光电成像系统的调制传递函数、分辨率以及NIIRS三个方面分别研究了载体运动对光电成像系统成像质量的影响。从满足光电成像系统探测性能的角度出发，提出了稳定精度指标设计的理论依据。2.针对成像导引头搜索、跟踪和稳定等特性指标的设计问题，首先分析了导引头的主要工作原理，提出了导引头伺服系统应具有的技术指标；然后研究了搜索盲区与搜索速度的关系，结合像移对探测器探测性能的影响，给出了搜索速度指标应该满足的关系式；分析了目标最大视线角速度和目标跟踪算法的实时性对导引头最大跟踪速度的要求，提出了导引头最大跟踪速度指标的确定方法；提出了跟踪精度的确定方法，分析了影响跟踪精度的主要误差因素；结合载体运动对光电成像系统成像质量的影响与系统的具体功能需求，提出了稳定精度指标的设计方法。3.针对动力学耦合以及质量不平衡力矩对导引头伺服机构性能的影响问题，建立了直驱型两轴两框架导引头伺服机构的运动学模型，并采用基于动点的动量矩定理建立了其包含质量不平衡力矩的动力学模型；研究了弹体与导引头伺服机构以及导引头内外框架之间的动力学耦合问题，推导了实现结构优化设计的条件；最后通过运动学和动力学仿真分析，阐明了各种耦合力矩和质量不平衡力矩对导引头伺服机构特性的影响，为开展导引头伺服机构优化设计和扰动力矩控制方法研究奠定了基础。4.针对摩擦力矩对导引头伺服机构的影响问题，采用描述函数方法研究了摩擦力矩产生的运动耦合特性和摩擦力矩对系统频率特性的影响特点，分析了稳定回路对线性扰动和摩擦非线性扰动的抑制特性，并进行了仿真验证。结果表明：（1）弹体运动的加速度越大，弹体运动的摩擦耦合率越小。（2）摩擦力矩使系统频率特性测试结果出现误差，主要表现在幅值降低和相位超前，而且摩擦力矩越大误差越大，激励信号的幅值越小误差越大。在驱动器和电机不饱和的前提下，应采用较大幅值的激励信号。（3）稳定回路开环增益能直接反映其对线性扰动的抑制特征，但不能有效反映对弹体运动的摩擦耦合的抑制特征。提高开环增益和进行摩擦补偿是改善稳定回路隔离度的基本途径。5.针对扰动力矩补偿控制方法的工程应用问题，提出了质量不平衡力矩和摩擦力矩的测试方法；针对现有文献对双速度回路串级控制理论分析的局限性，采用描述函数法分析了双速度回路串级控制的有效性和适用性；研究了摩擦模型参数对补偿控制效果的影响，为基于摩擦模型的补偿控制的工程应用提供了理论依据；研究了基于摩擦模型的补偿和扰动观测器在导引头伺服机构中的综合应用方法，并对扰动观测器的结构进行了改进，所提出的摩擦模型+低通滤波器与扰动观测器相结合的补偿控制方法取得了较好的补偿效果。6.介绍了所研制的两轴两框架红外成像导引头伺服机构的机械结构、系统组成以及基于双DSP的伺服控制板的组成与基本工作原理；提出了系统各控制回路应该注意的问题以及解决方法；介绍了系统软件的基本设计思路，给出了伺服DSP定时中断程序的基本流程。提出了基于dSPACE的隔离度回路等效测试方法，给出了系统稳定回路的隔离度测试结果。
周晓尧[9]（2011）在《光电探测系统目标定位误差分析与修正问题研究》文中研究指明随着现代高技术装备的飞速发展，光电武器装备在侦察、监视、定位、导航和通信等场合的作用越来越重要。光电探测系统是该类武器装备的重要组成部分，且目标定位精度的要求越来越高。本文围绕如何提高光电探测系统的目标定位精度这个重要问题，重点在工作机理、目标定位误差分析建模和评价、指向误差修正、稳定误差抑制等方面开展工作，形成了较为完善、实用的光电探测系统误差分析和误差修正方法。论文的研究工作包含以下几个部分：一、分析了光电探测系统的总体结构、主要功能和工作模式。针对光电探测系统的稳定跟踪原理，进行了详细的运动学和动力学分析。同时，采用多体系统建模理论和全微分法，推导了光电探测系统的通用目标定位模型和误差传递模型，给出了各项误差因素对目标定位精度的影响关系。二、针对光电探测系统的目标定位误差综合建模问题，对各项误差影响因素进行了详细的定量化分析，推导了目标定位误差综合模型，避免了误差的多重建模，扩展了误差建模的适用范围。同时，根据误差分析和建模的结果，采用了基于Monte Carlo的误差评价方法，得到了各项误差因素的影响规律，以及在目标定位误差中所占的比重，对光电探测系统研制过程中的误差分配和优化设计具有指导作用。三、针对光电探测系统的高精度指向问题，深入分析了指向误差的修正原理和修正过程中需要解决的几个关键因素，提出了具有较明确物理意义的指向误差基本参数模型。同时，针对非线性误差因素的影响，提出了基于半参数回归模型的改进算法。通过仿真分析和比较，基于半参数回归模型的改进算法继承了基本参数模型的模型参数较少、辨识数值稳定、物理意义明确等优点，同时能够抑制非线性误差干扰，有效地改善了修正效果。四、分析了光电探测系统伺服控制回路中，陀螺性能和摩擦特性对稳定精度的影响。针对高精度和高带宽的惯性角速度信号问题，提出了一种基于MEMS陀螺和加速度计的最优惯性角速度估计算法，实现了陀螺的带宽拓展和噪声抑制，为系统小型化、轻量化、高精度发展提供一种新的思路。同时，针对伺服控制系统稳定回路中摩擦的影响，提出了一种基于切换结构的平台角速度估计算法，实现了稳定回路的双速度环控制结构，有效地改善了摩擦对稳定精度的影响。五、针对研制的某型光电吊舱，进行了室内的指向误差分离和修正实验。实验结果表明，基于半参数回归模型的指向误差修正算法能够较大幅度地提高指向精度。同时，针对研制的某型光电吊舱，进行了外场的目标定位实验，通过实验进一步验证了推导的通用目标定位模型的有效性和实用性。
陈益[10]（2010）在《具有目的域的光电稳定跟踪系统满意控制策略》文中研究表明光电测量装置是现代化战争中获取信息的重要手段。各种装载于运动载体上的光电设备,必须考虑探测器视轴对基座运动的隔离,以及在此基础上对被测目标的精密跟踪、激光的高精度照准或是光电对抗中光束的精确定向等要求,具有上述功能的光电设备被称为稳定跟踪系统。本文通过引入“目的域”这一全新概念,将稳定跟踪的控制过程区分为跟踪与丢失两类事件,并以此作为研究出发点,深入分析其中涌现出的理论与实践问题,完成的主要工作包括：1.运用刚体机构学原理,分别从角位置补偿和角速度补偿的角度推导了实现视轴稳定的机理,分析了自动跟踪状态下系统的工作原理,并给出了两轴环架结构中存在的一般问题与解决方法；在考虑环架结构间耦合因素的基础上,建立了执行稳定跟踪任务的机电系统各环节的数学模型；概述了光电稳定跟踪系统的误差及其主要来源,通过结构框图和传递函数分析了各误差源的作用途径,并借助噪声白化理论,构建了稳定跟踪控制问题的一般理论框架。2.将稳定跟踪误差分析由空间域延展为时空域,以均值、均方差、自然频率为基本元素给出了误差序列对指定目的域的穿越特性,进而提炼出跟踪中断概率这一稳定跟踪系统的关键性指标,并将其转化为一组由滞留时间、超差时间以及随机穿越周期等构成的概率特征量指标集约束。3.直接从工程实际需求出发,提出以区域极点形式表征的快速性指标、动态误差系数或品质因数形式表征的准确度指标、稳态方差形式表征的精确度指标,扰动抑制H∞范数形式表征的鲁棒性指标以及概率特征量和统计特征量形式表征的随机穿越特征指标描述稳定跟踪系统的性能要求；分别基于状态反馈控制和PID控制,推导出特定目的域下随机穿越特征量指标的解析表达,分析了其与不同性能指标间的相容性；当预先选定的期望指标集相容时,提出了一种利用双群体机制下的差分进化算法和线性矩阵不等式方法相结合对控制器参数进行多指标满意优化求解的策略。4.针对某分布式火控系统中光电观瞄子系统的实际情况,探讨了利用光电设备对基座姿态信息进行视觉估计测量的方法,以地面上共面设置的四个固定合作信标和载体平台上双焦CCD摄像机组成单目视觉系统,分析了利用静态解析算法对姿态角进行解算时的可行性与不足；提出采用刚体运动学原理与二阶时间相关模型建立姿态参数的动态估计系统,并引入渐消记忆法改进后的平方根UKF滤波算法,用于抑制由于系统建模误差所导致的估计精度下降。5.搭建了基于嵌入式微处理器的观瞄子系统实验平台,简要介绍了伺服控制器的主要硬件模块和软件设计流程；依据不同的控制任务要求,设计了多种性能指标约束下的分段控制策略,并通过物理转台仿真和外场跟踪实验,进一步总结验证了全文的主要理论成果。
二、潜望镜瞄准线陀螺稳定系统的理论分析（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、潜望镜瞄准线陀螺稳定系统的理论分析（论文提纲范文）
（1）基于重复控制和周期信号检测的舰载光电跟踪仪的研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.2 研究目的及意义 |
| 1.3 光电跟踪仪国内外研究现状 |
| 1.3.1 光电跟踪仪国外研究现状 |
| 1.3.2 光电跟踪仪国内研究现状 |
| 1.3.3 重复控制理论的发展及应用 |
| 1.4 研究内容和章节安排 |
| 第2章 重复控制理论及在光电跟踪系统中的适用性分析 |
| 2.1 重复控制理论基本原理 |
| 2.2 光电跟踪仪重复控制器的设计 |
| 2.2.1 内模分析 |
| 2.2.2 周期延时环节设计 |
| 2.2.3 补偿器的设计 |
| 2.3 基于重复控制的光电跟踪系统性能分析方法 |
| 2.3.1 平台稳定性分析 |
| 2.3.2 谐波抑制特性分析 |
| 2.3.3 收敛性分析 |
| 2.3.4 稳态误差分析 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 基于重复控制和周期信号检测的控制与跟踪算法研究 |
| 3.1 基于重复控制理论的改进PID算法研究 |
| 3.1.1 PID算法设计 |
| 3.1.2 改进PID算法的设计与实现 |
| 3.2 舰船摇摆周期信号检测 |
| 3.2.1 周期检测方法设计 |
| 3.2.2 周期检测原理分析 |
| 3.3 光电跟踪仪跟踪算法研究 |
| 3.3.1 最大对比度跟踪算法及其应用 |
| 3.3.2 二值跟踪算法及其应用 |
| 3.3.3 相关跟踪算法及其应用 |
| 3.4 基于非均匀校正的CCD图像校准方法 |
| 3.5 光学成像系统距离估算方法研究 |
| 3.5.1 作用距离估算 |
| 3.5.2 失控距离估算 |
| 3.6 本章小结 |
| 第4章 舰载光电跟踪仪的设计与实现 |
| 4.1 总体设计思路及系统构成 |
| 4.2 电气设计 |
| 4.2.1 电气系统总体设计 |
| 4.2.2 硬件电路设计 |
| 4.2.3 跟踪器设计 |
| 4.2.4 供电系统设计 |
| 4.2.5 关键器件选型 |
| 4.3 软件设计 |
| 4.3.1 主控程序设计 |
| 4.3.2 CpuTimer0 中断程序 |
| 4.3.3 模拟量(AD)采样周期信号程序 |
| 4.3.4 串口中断程序 |
| 4.4 结构设计 |
| 4.4.1 指向器结构设计 |
| 4.4.2 显控台结构设计 |
| 4.5 光学设计 |
| 4.5.1 主要技术指标 |
| 4.5.2 光路结构设计 |
| 4.5.3 探测器设计 |
| 4.6 本章小结 |
| 第5章 舰载光电跟踪仪系统仿真及实验 |
| 5.1 光电跟踪仪系统仿真建模 |
| 5.1.1 力矩电机数学建模 |
| 5.1.2 光纤陀螺数学建模 |
| 5.1.3 功放及跟踪器数学建模 |
| 5.1.5 稳定回路仿真建模 |
| 5.1.6 跟踪回路仿真建模 |
| 5.2 基于Matlab的光电跟踪仪性能仿真分析 |
| 5.2.1 基于重复控制的仿真 |
| 5.2.2 未嵌入重复控制的仿真 |
| 5.3 光电跟踪仪实验与性能分析 |
| 5.4 对比结果与精度分析 |
| 5.4.1 仿真结果对比与精度分析 |
| 5.4.2 实验结果对比与精度分析 |
| 5.5 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果 |
| 致谢 |
（2）光电远程快速探测关键技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究工作的背景与意义 |
| 1.2 国内外研究历史与现状 |
| 1.2.1 光电系统多学科协同设计与优化方法研究情况 |
| 1.2.2 光电稳定平台和光电成像探测技术发展情况 |
| 1.2.3 多波段共孔径探测技术发展情况 |
| 1.2.4 机载激光器技术发展情况 |
| 1.2.5 空天光电远程探测系统典型产品及其技术实现途径 |
| 1.3 本文的主要贡献与创新 |
| 1.4 本文的结构安排 |
| 第二章 快速空天平台光电远程探测技术理论研究 |
| 2.1 光电共要素并行多学科快速协同设计的总体设计方法研究 |
| 2.1.1 光电多学科协同设计与优化方法 |
| 2.1.2 光电共要素并行多学科协同设计与优化方法 |
| 2.2 基于FSM的宏微二级复合控制稳定平台技术和步进凝视扫描技术 |
| 2.2.1 快速控制反射镜基本理论 |
| 2.2.2 基于快速控制反射镜的宏微二级控制稳定平台技术研究 |
| 2.2.3 基于快速控制反射镜的步进凝视扫描技术研究 |
| 2.3 提升系统“光舱比”的多波段共孔径复杂设计技术研究 |
| 2.3.1 多波段共孔径复杂光学系统分析 |
| 2.3.2 红外光学系统的无热化设计 |
| 2.4 小结 |
| 第三章 光电远程探测技术在某低空快速飞行平台红外探测装置研制中的应用 |
| 3.1 基于光电共要素并行多学科快速协同设计的总体设计 |
| 3.2 像方扫描与物方扫描 |
| 3.2.1 像方扫描方案 |
| 3.2.2 物方扫描 |
| 3.3 设计实例 |
| 3.3.1 光机系统多方案择优 |
| 3.3.2 基于FSM的二级稳像控制系统 |
| 3.4 小结 |
| 第四章 光电远程探测技术在某高空飞行平台红外探测装置研制中的应用 |
| 4.1 基于FSM的复合轴控制快速步进凝视扫描系统的设计研究 |
| 4.2 设计实例 |
| 4.2.1 光机系统 |
| 4.2.2 稳定伺服控制系统 |
| 4.3 小结 |
| 第五章 基于提升系统“光舱比”的无人机光电瞄准吊舱技术研究 |
| 5.1 光电瞄准吊舱的总体设计技术 |
| 5.2 光电瞄准吊舱分系统设计 |
| 5.2.1 光电瞄准吊舱的基本组成和技术指标 |
| 5.2.2 光机子系统 |
| 5.2.3 激光子系统 |
| 5.2.4 宏微二级控制的稳定平台控制技术 |
| 5.3 设计结果 |
| 5.4 小结 |
| 第六章 全文总结与展望 |
| 6.1 全文总结 |
| 6.2 后续工作展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间取得的成果 |
（3）潜望式光电稳定系统的结构分析与研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 1 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 论文研究背景 |
| 1.3 光电稳定系统技术发展及应用情况 |
| 1.4 国内外部分研究成果 |
| 1.4.1 国外相关研究 |
| 1.4.2 国内相关研究 |
| 1.5 本文主要工作与具体章节安排 |
| 1.5.1 论文主要工作 |
| 1.5.2 论文具体章节安排 |
| 2 潜望式光电系统稳定原理与总体布局分析 |
| 2.1 系统功能需求 |
| 2.2 潜望式光电稳定系统概述 |
| 2.2.1 潜望式光电稳定系统的组成 |
| 2.2.2 系统伺服控制 |
| 2.3 潜望式光电稳定系统坐标体系 |
| 2.3.1 坐标系建立 |
| 2.3.2 像点振动漂移简析 |
| 2.4 潜望式光电系统稳定原理分析 |
| 2.4.1 光电系统稳定工作原理 |
| 2.4.2 潜望式反射镜稳定 |
| 2.5 本章小结 |
| 3 潜望式光电稳定系统关键技术研究 |
| 3.1 光电稳定系统陀螺技术研究 |
| 3.1.1 系统功能任务 |
| 3.1.2 系统姿态控制 |
| 3.1.3 系统空间角位置关系及隔离度影响 |
| 3.1.4 系统应用分析 |
| 3.1.5 实用相关问题 |
| 3.2 光电稳定系统力矩干扰分析 |
| 3.2.1 运动副摩擦力矩干扰 |
| 3.2.2 系统质量不平衡性力矩干扰 |
| 3.2.3 系统刚度非均匀性力矩干扰 |
| 3.2.4 柔性缆线力矩干扰 |
| 3.2.5 干扰力矩的综合研究 |
| 3.3 光电稳定系统减振设计分析 |
| 3.3.1 结构被动隔振的分析与研究 |
| 3.3.2 伺服补偿主动减振技术的分析研究 |
| 3.4 本章小结 |
| 4 工程应用分析与研究 |
| 4.1 驱动功能组选型分析 |
| 4.1.1 驱动电机选型方法 |
| 4.1.2 方位电机选型 |
| 4.1.3 滚珠/滚柱轴环的选型 |
| 4.2 同轴度偏差分析 |
| 4.2.1 制造误差致同轴度偏差 |
| 4.2.2 装调误差致同轴度偏差 |
| 4.2.3 同轴度偏差综合分析 |
| 4.3 陀螺补偿工程研究 |
| 4.4 系统布线分析 |
| 4.5 本章小结 |
| 5 潜望式光电稳定系统的设计计算与光机装调 |
| 5.1 设计计算 |
| 5.1.1 干扰力矩计算 |
| 5.1.2 反射镜俯仰角设计计算 |
| 5.2 光机装调 |
| 5.2.1 多传感器的同轴度校准 |
| 5.2.2 复杂光电系统的形位公差调校 |
| 5.3 本章小结 |
| 6 总结与展望 |
| 6.1 总结 |
| 6.2 展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表的论文情况 |
| 攻读硕士学位期间参加的科学研究情况 |
（4）高精度多轴稳定平台指向误差的分析与研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 论文研究的背景与意义 |
| 1.2 多轴稳定平台发展现状 |
| 1.2.1 稳定平台发展概况 |
| 1.2.2 多轴稳定平台国内外研究现状 |
| 1.2.3 多轴稳定平台未来发展趋势 |
| 1.3 指向误差研究现状 |
| 1.4 论文主要研究内容 |
| 第二章 多轴稳定平台运动机理研究 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 平台系统组成与工作原理 |
| 2.2.1 框架结构分析 |
| 2.2.2 平台工作原理 |
| 2.3 平台坐标系建立 |
| 2.4 平台运动学分析 |
| 2.4.1 齐次坐标变换 |
| 2.4.2 稳定平台测量方程 |
| 2.4.3 两轴平台运动分析 |
| 第三章 平台主要误差源分析与几何误差建模 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 主要误差源分析 |
| 3.2.1 静态误差源 |
| 3.2.2 动态误差源 |
| 3.3 几何误差建模 |
| 3.3.1 四元数与旋转 |
| 3.3.2 分项误差建模 |
| 3.4 指向误差参数修正模型 |
| 3.4.1 分项误差修正模型 |
| 3.4.2 球谐函数修正模型 |
| 3.4.3 模型参数估计 |
| 第四章 误差合成与分配 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 误差合成与分配的基本理论 |
| 4.2.1 误差的合成 |
| 4.2.2 误差的分配 |
| 4.2.3 蒙特卡洛方法 |
| 4.3 平台误差合成 |
| 4.3.1 轴系误差合成 |
| 4.3.2 反馈传感器误差 |
| 4.3.3 控制系统误差 |
| 4.3.4 观测器误差 |
| 4.3.5 误差综合 |
| 4.4 平台几何误差分配 |
| 4.4.1 误差敏感度分析 |
| 4.4.2 公差分析 |
| 4.4.3 公差分配 |
| 第五章 平台指向精度标定方法分析 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 指向误差测试方法 |
| 5.3 测试过程误差分析 |
| 5.3.1 八元数的定义与性质 |
| 5.3.2 八元数与旋转的关系 |
| 5.3.3 任意矢量旋转分解 |
| 5.3.4 平面非正交旋转分解 |
| 5.4 标定过程误差模型与分析 |
| 第六章 指向误差非参数与半参数建模 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 非参数模型 |
| 6.2.1 贝叶斯非参数估计 |
| 6.2.2 高斯过程回归估计 |
| 6.3 半参数模型 |
| 6.3.1 半参数模型估计方法 |
| 6.3.2 补偿最小二乘法 |
| 6.3.3 最小二乘配置法 |
| 6.3.4 半参数模型估计实例 |
| 6.4 修正结果对比 |
| 第七章 总结与展望 |
| 7.1 全文总结 |
| 7.2 展望 |
| 参考文献 |
| 发表论文和参加科研情况说明 |
| 致谢 |
（5）并串联光电稳定平台伺服控制系统研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题研究的背景与意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 串联机构的稳定平台结构形式 |
| 1.2.2 并联机构的稳定平台结构形式 |
| 1.2.3 球面并联机构的特点 |
| 1.3 稳定平台控制策略研究现状 |
| 1.3.1 串联稳定平台控制 |
| 1.3.2 并联稳定平台控制 |
| 1.4 本文的内容安排 |
| 第2章 并串联光电稳定平台运动学建模与分析 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 位姿描述 |
| 2.2.1 位置的描述 |
| 2.2.2 方位的描述 |
| 2.3 机构运动学分析 |
| 2.3.1 由θ1、θ2确定工作台姿态矩阵 |
| 2.3.2 根据工作台输出转角θr、θp确定工作台姿态矩阵 |
| 2.3.3 稳定平台雅可比矩阵 |
| 2.4 稳定平台三维建模 |
| 2.4.1 基于 UG 和 ADAMS 稳定平台的三维建模 |
| 2.4.2 转动惯量分析 |
| 2.4.3 运动副约束与点驱动的添加 |
| 2.5 运动学分析 |
| 2.6 实验及结果分析 |
| 2.6.1 稳定平台系统 |
| 2.6.2 实验过程 |
| 2.7 本章小结 |
| 第3章 并串联光电稳定平台动力学建模与分析 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 基于 Lagrange 法的动力学建模 |
| 3.2.1 Lagrange 函数 |
| 3.2.2 Euler-Lagrange 方程 |
| 3.3 稳定平台的动力学建模 |
| 3.3.1 动能 |
| 3.3.2 拉格朗日方程 |
| 3.4 稳定平台的广义力分析 |
| 3.5 稳定平台虚拟样机的动力学仿真 |
| 3.6 本章小结 |
| 第4章 基于 ARMA 模型的光纤陀螺随机漂移 Kalman 滤波 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 光纤陀螺 |
| 4.2.1 光纤陀螺的基本原理 |
| 4.2.2 光纤陀螺信号检测方案 |
| 4.2.3 光纤陀螺的噪声分析 |
| 4.3 光纤陀螺随机信号数学模型 |
| 4.3.1 ARMA 模型 |
| 4.3.2 模型类选取 |
| 4.3.3 数据的预处理 |
| 4.3.4 ARMA 模型的建立 |
| 4.4 光纤陀螺 VG910 的模型建立 |
| 4.4.1 静态数据建模 |
| 4.4.2 动态数据建模 |
| 4.5 利用漂移模型补偿光纤陀螺随机漂移 |
| 4.5.1 卡尔曼滤波算法 |
| 4.5.2 光纤陀螺静态数据采集及处理 |
| 4.5.3 光纤陀螺动态数据采集及处理 |
| 4.6 本章小结 |
| 第5章 并串联光电稳定平台控制器设计 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 计算力矩控制 |
| 5.3 稳定平台分析 |
| 5.3.1 摩擦力补偿 |
| 5.3.2 并串联光电稳定平台动力学模型构成项对比研究 |
| 5.4 基于动力学模型的非线性自适应控制 |
| 5.4.1 线性参数化模型 |
| 5.4.2 稳定平台动力学模型 |
| 5.5 非线性自适应控制器设计 |
| 5.5.1 控制律设计 |
| 5.5.2 参数自适应律设计 |
| 5.5.3 系统稳定性分析 |
| 5.6 仿真实验 |
| 5.6.1 动力学模型中不存在未辨识参数 |
| 5.6.2 动力学模型中存在未辨识参数 |
| 5.7 本章小结 |
| 第6章 并串联光电稳定平台伺服控制系统设计与实现 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 伺服系统电气设计 |
| 6.2.1 伺服控制器 |
| 6.2.2 电机的选择 |
| 6.2.3 检测装置选择 |
| 6.3 伺服系统软件 |
| 6.4 实验及结果 |
| 6.4.1 实验设计 |
| 6.4.2 实验结果 |
| 6.4.3 实验结果分析 |
| 6.5 本章小结 |
| 第7章 总结与展望 |
| 7.1 全文总结 |
| 7.2 论文主要创新点 |
| 7.3 下一步工作及展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读博士学位期间科研工作情况 |
（6）半捷联光电稳定平台控制系统研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 目录 |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题研究的背景与意义 |
| 1.2 相关技术的国内外研究现状 |
| 1.2.1 稳定平台结构形式与稳定机理研究现状 |
| 1.2.2 稳定平台控制策略研究现状 |
| 1.2.3 视线角速度提取研究现状 |
| 1.3 论文主要研究内容与结构安排 |
| 1.3.1 论文主要研究内容 |
| 1.3.2 论文结构安排 |
| 第2章 半捷联光电稳定平台运动学建模与稳定机理 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 半捷联光电稳定平台结构 |
| 2.3 半捷联光电稳定平台运动学建模 |
| 2.3.1 系统坐标系的定义 |
| 2.3.2 框架角速度 |
| 2.3.3 框架角加速度 |
| 2.3.4 位置回路相对关系 |
| 2.4 光电稳定平台稳定机理研究 |
| 2.4.1 直接稳定 |
| 2.4.2 半捷联稳定 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 半捷联光电稳定平台动力学建模与仿真 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 平台框架转动惯量耦合 |
| 3.2.1 转动惯量耦合方程 |
| 3.2.2 转动惯量耦合仿真 |
| 3.3 平台框架动力学建模 |
| 3.3.1 欧拉动力学方程 |
| 3.3.2 俯仰框动力学模型 |
| 3.3.3 偏航框动力学模型 |
| 3.4 稳定平台动力学仿真 |
| 3.4.1 框架最大速度和最大加速度 |
| 3.4.2 框架耦合力矩 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 系统摩擦补偿研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 摩擦特性及其对系统的影响 |
| 4.2.1 摩擦特性及模型概述 |
| 4.2.2 摩擦对系统的影响 |
| 4.3 基于摩擦模型的摩擦补偿研究 |
| 4.3.1 摩擦模型的建立 |
| 4.3.2 摩擦补偿算法 |
| 4.3.3 仿真结果 |
| 4.4 基于扰动观测器的摩擦补偿研究 |
| 4.4.1 扰动观测器原理 |
| 4.4.2 扰动观测器的鲁棒稳定性分析 |
| 4.4.3 滤波器 Q( s )的设计准则 |
| 4.4.4 扰动观测器仿真 |
| 4.4.5 半捷联导引头半实物实验平台 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 半捷联稳定方案及控制器设计 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 半捷联稳定性能分析 |
| 5.2.1 半捷联稳定方案 |
| 5.2.2 匹配滤波 |
| 5.2.3 微分测速 |
| 5.2.4 系统稳定性能 |
| 5.3 基于模糊控制理论的位置环控制器设计 |
| 5.3.1 模糊自整定 PID 控制器原理 |
| 5.3.2 模糊自整定 PID 控制器设计 |
| 5.3.3 控制器性能分析 |
| 5.4 本章小结 |
| 第6章 半捷联光电稳定平台视线角速度提取及精度分析 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 稳定平台视线角速度提取 |
| 6.3 视线角速度精度分析 |
| 6.3.1 误差传播关系 |
| 6.3.2 误差分析与计算 |
| 6.3.3 视线角速度精度 |
| 6.4 本章小结 |
| 第7章 总结与展望 |
| 7.1 全文总结 |
| 7.2 研究工作展望 |
| 参考文献 |
| 在学期间学术成果情况 |
| 指导教师及作者简介 |
| 致谢 |
（7）自抗扰稳瞄控制技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.1.1 稳瞄技术的发展 |
| 1.1.2 瞄准线稳定的基本原理、组成与分类 |
| 1.2 国内外在本领域中的研究现状 |
| 1.3 课题研究的意义 |
| 1.4 课题研究的内容 |
| 2 稳瞄控制系统分析 |
| 2.1 稳定平台的运动学与动力学分析 |
| 2.1.1 刚体运动学与动力学基本知识 |
| 2.1.2 惯性稳定平台的运动学与动力学分析 |
| 2.2 影响瞄准线稳定的因素 |
| 2.3 系统模型 |
| 3 自抗扰控制技术 |
| 3.1 Luenberger状态观测器 |
| 3.2 Ohnishi提出的扰动观测器 |
| 3.3 Ju-Kwang Park提出的扰动观测器 |
| 3.4 应用曲率模型的非线性自抗扰控制算法 |
| 3.5 韩京清提出的非线性自抗扰控制算法 |
| 3.6 对自抗扰控制的总结 |
| 4 自抗扰稳瞄控制的技术实现 |
| 4.1 理论依据 |
| 4.2 系统建模与仿真 |
| 4.3 控制回路的具体实现 |
| 4.4 实验分析与验证 |
| 5 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表的论文 |
| 致谢 |
（8）成像导引头伺服机构若干基本问题研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 论文研究的背景和意义 |
| 1.2 导引头伺服机构的结构形式与发展概况 |
| 1.3 导引头伺服机构的研究现状 |
| 1.3.1 导引头伺服机构特性指标设计的研究现状 |
| 1.3.2 动力学耦合问题的研究现状 |
| 1.3.3 摩擦力矩耦合特性的研究现状 |
| 1.3.4 稳定回路扰动抑制方法的研究现状 |
| 1.4 论文的主要研究内容 |
| 第二章 载体运动对光电成像系统的影响分析 |
| 2.1 视轴抖动的来源分析 |
| 2.2 载体运动产生的像移分析 |
| 2.2.1 沿 y 轴的平动和绕 x 轴的转动产生的像移分析 |
| 2.2.2 沿光轴的平动和绕光轴的转动产生的像移分析 |
| 2.3 载体运动对光电成像系统性能影响分析 |
| 2.3.1 载体运动对光电成像系统调制传递函数的影响 |
| 2.3.2 载体运动对光电成像系统分辨率的影响分析 |
| 2.3.3 载体运动对图像 NIIRS 值的影响分析 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 成像导引头伺服机构特性指标的设计问题研究 |
| 3.1 成像导引头的工作原理 |
| 3.2 成像导引头伺服系统关键技术指标研究 |
| 3.2.1 预定精度 |
| 3.2.2 搜索速度 |
| 3.2.3 最大跟踪速度 |
| 3.2.4 目标跟踪精度 |
| 3.2.5 稳定精度 |
| 3.3 红外成像导引头伺服机构技术指标设计实例分析 |
| 3.3.1 搜索速度 |
| 3.3.2 最大跟踪速度 |
| 3.3.3 目标跟踪精度 |
| 3.3.4 稳定精度 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 导引头伺服机构动力学耦合问题研究 |
| 4.1 导引头伺服机构的结构形式分析 |
| 4.1.1 常见多框架稳定平台的优缺点分析 |
| 4.1.2 两轴两框架导引头的常见结构形式 |
| 4.2 两框架导引头伺服机构运动学分析 |
| 4.2.1 坐标系定义 |
| 4.2.2 框架角速度 |
| 4.2.3 框架角加速度 |
| 4.3 两框架导引头伺服机构动力学建模 |
| 4.3.1 刚体绕动点转动的动力学方程 |
| 4.3.2 内框架动力学方程 |
| 4.3.3 外框架动力学方程 |
| 4.4 干扰力矩对两框架导引头伺服控制系统的性能影响仿真分析 |
| 4.4.1 惯量耦合仿真分析 |
| 4.4.2 干扰力矩的动力学耦合仿真分析 |
| 4.4.3 质量不平衡力矩对导引头伺服机构稳定精度的影响仿真分析 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 导引头伺服机构的摩擦力矩特性研究 |
| 5.1 摩擦模型简述 |
| 5.2 摩擦力矩产生的耦合运动分析 |
| 5.3 摩擦力矩对控制对象频率特性的影响研究 |
| 5.3.1 摩擦非线性系统和理想系统频率特性对比研究 |
| 5.3.2 激励信号特征和摩擦力矩对频率特性测试结果的影响 |
| 5.4 摩擦力矩对控制性能的影响研究 |
| 5.4.1 摩擦力矩对控制性能的影响 |
| 5.4.2 稳定回路对线性扰动和非线性扰动的抑制性能对比研究 |
| 5.4.3 稳定系统对非线性摩擦扰动的极限稳定精度 |
| 5.5 本章小结 |
| 第六章 导引头伺服机构扰动力矩补偿控制方法研究 |
| 6.1 导引头伺服机构扰动力矩测试与建模 |
| 6.1.1 扰动力矩的分离方法 |
| 6.1.2. 实验平台介绍 |
| 6.1.3 扰动力矩测试与建模 |
| 6.2 质量不平衡力矩补偿方法研究 |
| 6.2.1 导引头伺服机构静平衡设计过程 |
| 6.2.2 基于模型的质量不平衡力矩补偿 |
| 6.3 导引头伺服机构摩擦力矩补偿方法研究 |
| 6.3.1 摩擦力矩补偿方法概述 |
| 6.3.2 基于双速度回路串级控制的摩擦力矩补偿方法研究 |
| 6.3.3 基于模型的摩擦力矩补偿方法研究 |
| 6.3.4 基于扰动观测器的摩擦力矩补偿方法研究 |
| 6.4 基于摩擦模型和扰动观测器的扰动力矩综合补偿方法研究 |
| 6.4.1 扰动力矩综合补偿方法基本思想 |
| 6.4.2 扰动力矩综合补偿仿真分析 |
| 6.5 扰动力矩补偿实验研究 |
| 6.5.1 平台模型辨识与控制器设计 |
| 6.5.2 力矩补偿实验 |
| 6.5.3 实验结论 |
| 6.6 本章小结 |
| 第七章 导引头伺服控制系统设计与主要技术指标测试 |
| 7.1 某导引头伺服机构控制系统设计 |
| 7.1.1 系统基本组成 |
| 7.1.2 控制系统硬件设计 |
| 7.1.3 各控制回路应注意的问题 |
| 7.1.4 软件设计 |
| 7.2 导引头伺服机构隔离度测试 |
| 7.2.1 隔离度回路等效测试基本原理 |
| 7.2.2 基于 dSPACE 的隔离度回路等效测试 |
| 7.2.3 导引头伺服机构隔离度测试结果 |
| 7.3 本章小结 |
| 第八章 总结与展望 |
| 8.1 全文总结 |
| 8.2 研究展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 作者在学期间取得的学术成果 |
（9）光电探测系统目标定位误差分析与修正问题研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 课题来源与研究背景 |
| 1.1.1 课题来源 |
| 1.1.2 研究背景与意义 |
| 1.2 光电探测系统发展概况 |
| 1.2.1 国外发展概况及特点 |
| 1.2.2 国内发展概况及特点 |
| 1.3 关键技术研究综述 |
| 1.3.1 稳定、跟踪与目标定位原理的理论研究综述 |
| 1.3.2 目标定位误差分析、建模与评价技术研究综述 |
| 1.3.3 指向误差修正问题研究综述 |
| 1.3.4 稳定误差伺服控制技术研究综述 |
| 1.4 研究内容 |
| 第二章 动载体光电探测系统目标定位的数学模型 |
| 2.1 系统结构与功能 |
| 2.1.1 典型结构 |
| 2.1.2 功能分析 |
| 2.2 稳定跟踪原理 |
| 2.2.1 坐标系定义 |
| 2.2.2 两轴机构运动学分析 |
| 2.2.3 两轴机构动力学分析 |
| 2.3 目标定位原理及影响因素分析 |
| 2.3.1 基于多体系统建模理论的运动表示法 |
| 2.3.2 目标定位流程 |
| 2.3.3 通用目标定位方程 |
| 2.3.4 基于全微分法的目标定位误差分析 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 目标定位误差分析、建模与评价技术 |
| 3.1 光电探测系统性能指标定义 |
| 3.2 目标定位误差的成因及量化分析 |
| 3.2.1 光电探测系统指向误差 |
| 3.2.2 光电探测系统与载体导航系统对准误差 |
| 3.2.3 载体导航系统测量误差 |
| 3.2.4 某型机载光电吊舱误差的量化分析实例 |
| 3.3 目标定位误差的综合建模 |
| 3.3.1 误差坐标系详细划分 |
| 3.3.2 误差坐标系转换矩阵 |
| 3.3.3 目标定位误差综合模型 |
| 3.3.4 分项误差量化指标列表 |
| 3.4 目标定位误差的总体评价 |
| 3.4.1 Monte Carlo 法 |
| 3.4.2 分项误差的灵敏度评价 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 光电探测系统的指向误差修正 |
| 4.1 指向误差修正问题描述 |
| 4.1.1 指向误差修正原理 |
| 4.1.2 关键问题描述 |
| 4.2 基于线性模型的指向误差修正算法 |
| 4.2.1 线性模型建立 |
| 4.2.2 模型参数辨识与精度分析 |
| 4.2.3 数值试验 |
| 4.3 基于半参数回归模型的指向误差修正的改进算法 |
| 4.3.1 基本参数模型的局限性 |
| 4.3.2 半参数回归模型建立与求解 |
| 4.3.3 正则矩阵和平滑因子的确定 |
| 4.3.4 数值试验 |
| 4.4 指向误差修正模型的应用 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 光电探测系统的伺服控制技术 |
| 5.1 伺服控制系统特性分析 |
| 5.1.1 伺服控制系统建模 |
| 5.1.2 陀螺性能影响分析 |
| 5.1.3 摩擦力矩影响分析 |
| 5.2 基于低成本 MEMS 陀螺/加速度计的惯性角速度估计 |
| 5.2.1 陀螺/加速度计测量模型 |
| 5.2.2 基于多传感器的融合估计算法 |
| 5.2.3 实验验证及结果分析 |
| 5.3 基于双速度环控制结构的非线性摩擦抑制 |
| 5.3.1 非线性摩擦补偿方法 |
| 5.3.2 双速度环控制结构及性能分析 |
| 5.3.3 基于切换结构的平台角速度估计 |
| 5.3.4 实验验证及结果分析 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 实验研究 |
| 6.1 指向误差分离与修正实验 |
| 6.1.1 实验方案 |
| 6.1.2 实验结果分析 |
| 6.2 目标定位验证实验 |
| 6.2.1 实验方案 |
| 6.2.2 实验结果分析 |
| 第七章 总结与展望 |
| 7.1 全文总结 |
| 7.2 研究展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 作者在学期间取得的学术成果 |
| 1.学术论文 |
| 2.科研项目 |
| 3.申请专利 |
| 4.软件着作权 |
（10）具有目的域的光电稳定跟踪系统满意控制策略（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 光电稳定跟踪技术的发展概况 |
| 1.1.1 稳定跟踪装置的发展概况 |
| 1.1.2 稳定跟踪技术的研究现状 |
| 1.1.3 稳定跟踪系统的主要特点 |
| 1.2 满意待机控制的发展概况 |
| 1.2.1 满意控制的研究现状 |
| 1.2.2 待机控制的起源及研究现状 |
| 1.3 本文的研究内容 |
| 1.3.1 研究出发点 |
| 1.3.2 章节安排 |
| 2 光电稳定跟踪系统的工作原理与模型分析 |
| 2.1 坐标系及定义 |
| 2.2 稳定跟踪系统的机理分析 |
| 2.2.1 视轴稳定机理 |
| 2.2.2 自动跟踪机理 |
| 2.2.3 稳定跟踪的主要问题 |
| 2.3 稳定跟踪系统的动力学原理分析 |
| 2.3.1 驱动机构 |
| 2.3.2 力矩电机 |
| 2.3.3 环架负载 |
| 2.3.4 电流回路 |
| 2.4 稳定跟踪系统的精度分析 |
| 2.4.1 稳定跟踪误差 |
| 2.4.2 主要误差源 |
| 2.4.3 误差特性与作用方式 |
| 2.5 稳定跟踪系统的状态空间描述 |
| 2.5.1 成型滤波器 |
| 2.5.2 系统的状态空间描述 |
| 2.6 本章小结 |
| 3 光电稳定跟踪系统的时空特性分析 |
| 3.1 目的域与随机穿越特征量 |
| 3.2 被控量的基本假定 |
| 3.3 随机穿越特征量的概率特性 |
| 3.3.1 自然频率的解析表达 |
| 3.3.2 随机穿越频率的解析表达 |
| 3.3.3 随机穿越特征量的分布 |
| 3.4 随机穿越特征量的统计特性 |
| 3.5 本章小结 |
| 4 多指标约束下的光电稳定跟踪系统满意控制策略研究 |
| 4.1 稳定跟踪系统的性能指标 |
| 4.1.1 快速性指标 |
| 4.1.2 跟踪精度指标 |
| 4.1.3 鲁棒性指标 |
| 4.1.4 随机穿越特征量指标 |
| 4.2 区域极点、跟踪精度、H∞鲁棒性和超差特征量指标集约束下状态反馈控制器的设计 |
| 4.2.1 问题描述 |
| 4.2.2 超差特征量指标的解析表达 |
| 4.2.3 满意控制策略的求解 |
| 4.2.4 算例仿真 |
| 4.3 稳定裕度、跟踪精度和随机穿越特征量指标集约束下多目标PID控制器的满意优化 |
| 4.3.1 问题描述 |
| 4.3.2 主要结果 |
| 4.3.3 PID控制器的满意优化 |
| 4.3.4 算例仿真 |
| 4.4 本章小结 |
| 5 某分布式火控系统中光电观瞄子系统的工程实践 |
| 5.1 具有浮空观测平台的分布式火控系统 |
| 5.1.1 系统组成 |
| 5.1.2 原理简述 |
| 5.1.3 主要特点 |
| 5.2 光电观瞄子系统的工作原理 |
| 5.3 平台姿态信息的视觉估测 |
| 5.3.1 坐标系与地标设置 |
| 5.3.2 姿态信息的静态解算 |
| 5.3.3 姿态信息的动态估计 |
| 5.4 伺服控制器的设计与实现 |
| 5.4.1 控制器的硬件设计 |
| 5.4.2 控制器的软件设计 |
| 5.4.3 满意PID跟踪算法 |
| 5.5 实验测试与结果分析 |
| 5.5.1 转台仿真实验 |
| 5.5.2 外场跟踪实验 |
| 5.6 本章小结 |
| 6 结束语 |
| 6.1 全文总结 |
| 6.2 研究展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 附录 |
四、潜望镜瞄准线陀螺稳定系统的理论分析（论文参考文献）
- [1]基于重复控制和周期信号检测的舰载光电跟踪仪的研究[D]. 和明. 哈尔滨工程大学, 2019(05)
- [2]光电远程快速探测关键技术研究[D]. 曾钦勇. 电子科技大学, 2018(03)
- [3]潜望式光电稳定系统的结构分析与研究[D]. 郑传武. 南京理工大学, 2016(06)
- [4]高精度多轴稳定平台指向误差的分析与研究[D]. 汤其剑. 天津大学, 2014(08)
- [5]并串联光电稳定平台伺服控制系统研究[D]. 王立玲. 河北大学, 2014(10)
- [6]半捷联光电稳定平台控制系统研究[D]. 孙高. 中国科学院研究生院（长春光学精密机械与物理研究所）, 2013(10)
- [7]自抗扰稳瞄控制技术研究[D]. 尹明东. 西安工业大学, 2012(07)
- [8]成像导引头伺服机构若干基本问题研究[D]. 朱华征. 国防科学技术大学, 2012(04)
- [9]光电探测系统目标定位误差分析与修正问题研究[D]. 周晓尧. 国防科学技术大学, 2011(04)
- [10]具有目的域的光电稳定跟踪系统满意控制策略[D]. 陈益. 南京理工大学, 2010(01)