艦載紅外掃描平臺(tái)控制技術(shù)研究.pdf

1、船載光電平臺(tái)的穩(wěn)定跟蹤技術(shù)日趨成熟，使得船載掃描成像系統(tǒng)的穩(wěn)定跟蹤性能不斷提高。相對(duì)于地基掃描跟蹤系統(tǒng)，動(dòng)載體上的掃描跟蹤系統(tǒng)更容易受到載體運(yùn)動(dòng)的影響，因此必須建立補(bǔ)償系統(tǒng)，保證儀器視軸在慣性坐標(biāo)系內(nèi)保證指向穩(wěn)定。艦船在海面航行時(shí)，會(huì)受到海浪，海風(fēng)各種擾動(dòng)作用，導(dǎo)致船體會(huì)發(fā)生俯仰以及橫滾運(yùn)動(dòng)，同時(shí)艦船航向的改變也會(huì)產(chǎn)生方位變化。艦船俯仰，橫滾以及方位變化統(tǒng)稱為姿態(tài)變化。艦船的姿態(tài)變化會(huì)導(dǎo)致掃描設(shè)備的視軸在慣性空間內(nèi)發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)，從而導(dǎo)致目標(biāo)

2、圖像發(fā)生旋轉(zhuǎn)，降低了艦載掃描設(shè)備的成像質(zhì)量。低質(zhì)量的目標(biāo)圖像增加了辨識(shí)難度，為了消除圖像旋轉(zhuǎn)的影響，高性能的像旋補(bǔ)償系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)變的越來(lái)越重要。
　　本文首先闡述了對(duì)圖像進(jìn)行圖像補(bǔ)償?shù)谋匾?，闡述了艦載掃描跟蹤系統(tǒng)圖像發(fā)生旋轉(zhuǎn)的機(jī)理，并對(duì)消旋角進(jìn)行了解算，為后續(xù)控制方法的研究和控制系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)奠定了理論基礎(chǔ)。本文提出了一種利用反射鏡和轉(zhuǎn)動(dòng)CCD相機(jī)相結(jié)合的補(bǔ)償方法。該補(bǔ)償方法是光學(xué)補(bǔ)償和機(jī)械補(bǔ)償?shù)慕M合運(yùn)用。該方法具備了光學(xué)補(bǔ)償和機(jī)械補(bǔ)

3、償?shù)膬?yōu)點(diǎn)，實(shí)時(shí)性和良好的伺服控制性能。同時(shí)又克服了光學(xué)補(bǔ)償成本過(guò)高的缺點(diǎn)以及機(jī)械補(bǔ)償方法結(jié)構(gòu)復(fù)雜的缺點(diǎn)。論文對(duì)該補(bǔ)償方法的可行性進(jìn)行了論證，并在此基礎(chǔ)上完成了艦載紅外掃描跟蹤平臺(tái)像旋補(bǔ)償?shù)乃欧刂葡到y(tǒng)設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)了以TMS320F2812為核心處理器的中心控制系統(tǒng)。本文還介紹了經(jīng)典PID控制算法，根據(jù)系統(tǒng)對(duì)控制性能的要求提出了一種組合式的微分改進(jìn)型PID控制算法，并利用simulink仿真，比較了該P(yáng)ID算法與經(jīng)典PID算法。最終結(jié)合硬件