【摘要】：機(jī)載光電轉(zhuǎn)塔是一種遠(yuǎn)視距圖像信息探測(cè)裝置,其所含精密光學(xué)系統(tǒng)對(duì)外部擾動(dòng)非常敏感。載機(jī)飛行過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生大量振動(dòng),引起光機(jī)結(jié)構(gòu)中光學(xué)元件位姿偏移以及表面變形,導(dǎo)致系統(tǒng)視軸抖動(dòng)、成像質(zhì)量下降。在系統(tǒng)設(shè)計(jì)階段,需要對(duì)光機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行仿真分析,計(jì)算振動(dòng)激勵(lì)下系統(tǒng)光學(xué)性能指標(biāo)的響應(yīng),評(píng)估其對(duì)系統(tǒng)性能的影響。傳統(tǒng)光機(jī)分析方法中,將光機(jī)結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)響應(yīng)結(jié)果進(jìn)行處理,轉(zhuǎn)換為光學(xué)設(shè)計(jì)軟件可接受的數(shù)據(jù)形式,然后導(dǎo)入其中計(jì)算光學(xué)指標(biāo)誤差。在對(duì)復(fù)雜光機(jī)結(jié)構(gòu)進(jìn)行瞬態(tài)響應(yīng)分析時(shí),這種方法消耗大量計(jì)算資源且效率低下,需要尋找光機(jī)系統(tǒng)等效建模方法以提高分析效率,縮短設(shè)計(jì)校核周期。本文首先從光電轉(zhuǎn)塔的實(shí)際工況、分析需求出發(fā),確認(rèn)了系統(tǒng)性能評(píng)價(jià)指標(biāo),分別采用線性光學(xué)模型、狀態(tài)空間模型對(duì)光學(xué)系統(tǒng)、機(jī)械系統(tǒng)進(jìn)行等效建模,在此基礎(chǔ)上提出了光機(jī)系統(tǒng)集成分析模型,以結(jié)構(gòu)振動(dòng)激勵(lì)載荷為輸入,以光學(xué)性能評(píng)價(jià)指標(biāo)為輸出,可快速完成整個(gè)分析過(guò)程,并給出其中的誤差成分分析結(jié)果,為光機(jī)結(jié)構(gòu)優(yōu)化提供參考依據(jù)。然后,以光機(jī)集成分析方案為指導(dǎo),設(shè)計(jì)了輔助軟件總體框架,劃分了各個(gè)子模塊的功能。針對(duì)等效動(dòng)力學(xué)建模需求,先在ANSYS中對(duì)光機(jī)結(jié)構(gòu)進(jìn)行模態(tài)分析,讀取模態(tài)分析結(jié)果,據(jù)此構(gòu)建系統(tǒng)狀態(tài)空間模型。利用Zemax與Matlab數(shù)據(jù)交互功能,實(shí)現(xiàn)了光學(xué)系統(tǒng)靈敏度分析方法。最后,采用上述輔助軟件工具,對(duì)光電轉(zhuǎn)塔樣機(jī)建立光機(jī)集成分析模型,模擬多種工況進(jìn)行振動(dòng)響應(yīng)分析,針對(duì)其局部結(jié)構(gòu)剛度不足導(dǎo)致的光學(xué)系統(tǒng)動(dòng)態(tài)誤差偏大的現(xiàn)象,提出了結(jié)構(gòu)優(yōu)化方案,使光學(xué)系統(tǒng)動(dòng)態(tài)誤差顯著減小,驗(yàn)證了優(yōu)化方案的有效性,為該型光電轉(zhuǎn)塔樣機(jī)設(shè)計(jì)與改進(jìn)提供了有價(jià)值的參考。
【圖文】：

光機(jī)集成分析輔助軟件工具模塊構(gòu)成圖

線性光學(xué)模型計(jì)算視軸誤差結(jié)果(誤差項(xiàng):剛體位移)
【學(xué)位授予單位】：華中科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：TN15;TH74

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前4條

1 張博文;王小勇;胡永力;;微振動(dòng)對(duì)高分辨率空間相機(jī)成像影響的集成分析[J];航天返回與遙感;2012年02期

2 姜自波;楊德華;李新南;;ZEMAX與ANSYS動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)交換的實(shí)現(xiàn)及其在光學(xué)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用研究[J];光學(xué)技術(shù);2010年04期

3 張文靜;劉文廣;劉澤金;;Zemax與Matlab動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)交換及其應(yīng)用研究[J];應(yīng)用光學(xué);2008年04期

4 安源;許暉;金光;史磊;王軍;宋志遠(yuǎn);;動(dòng)載體光電平臺(tái)角振動(dòng)隔振設(shè)計(jì)[J];半導(dǎo)體光電;2006年05期

相關(guān)博士學(xué)位論文 前2條

1 王成彬;提高光機(jī)熱集成分析精度的關(guān)鍵技術(shù)研究[D];中國(guó)科學(xué)院研究生院(上海技術(shù)物理研究所);2016年

2 沈意平;投影光刻物鏡的光機(jī)熱分析方法研究[D];華中科技大學(xué);2014年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前3條

1 衛(wèi)金鴻;天基測(cè)量相機(jī)成像建模與圖像仿真[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2017年

2 方振中;光刻機(jī)投影物鏡光學(xué)鏡片的光機(jī)熱集成分析及軟件實(shí)現(xiàn)[D];華中科技大學(xué);2015年

3 張?zhí)m慶;基于星載TDICCD相機(jī)動(dòng)態(tài)成像質(zhì)量的分析與仿真[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2012年

，

本文編號(hào)：2665397