激光具有良好的相干性、方向性、單色性等優(yōu)點,廣泛應用于軍事、工業(yè)、醫(yī)療、科教、航天等領(lǐng)域。尤其在軍事領(lǐng)域,激光雷達、激光制導、激光對抗等高新技術(shù)日趨成熟,成為武器現(xiàn)代化的重要標志,受到各國的重視。激光快速掃描與定位是諸多激光武器系統(tǒng)的核心技術(shù),實現(xiàn)光束掃描的方式主要包括轉(zhuǎn)鏡掃描、全息光柵掃描、振鏡掃描、MEMS陣列掃描等,其中,振鏡掃描由于具有抗電磁干擾能力強、掃描速度快、定位精度高、性能可靠穩(wěn)定等諸多優(yōu)點,成為使用最廣泛的激光掃描方式。針對偵擾一體化激光對抗系統(tǒng)對激光快速掃描、跟蹤和精確定位技術(shù)的迫切需求,本文對雙振鏡激光快速二維掃描系統(tǒng)的閉環(huán)控制技術(shù)進行了深入研究,由此獲得了一些有價值的結(jié)果和結(jié)論。本文的主要工作內(nèi)容和研究結(jié)果如下:1.設計了雙振鏡激光二維掃描控制系統(tǒng)的整體方案。由上位機發(fā)出系統(tǒng)控制指令,STM32單片機接收到指令后,根據(jù)振鏡掃描函數(shù)產(chǎn)生兩路數(shù)字序列,并經(jīng)過TI DAC8563轉(zhuǎn)換為-10V⁺10V的模擬電壓信號,分別輸入兩塊CTIMicroMax 671XX系列單軸伺服驅(qū)動板,控制兩個CTI 6210H型掃描振鏡發(fā)生偏轉(zhuǎn),使激光光束按照掃描函... 

【文章來源】：西安電子科技大學陜西省 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：102 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

振鏡激光掃描控制系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)圖

圍繞兩個分別沿著 X,Y 方向偏轉(zhuǎn)的電機的相互轉(zhuǎn)動，帶動連在電機轉(zhuǎn)軸上的振鏡發(fā)生偏轉(zhuǎn)，實現(xiàn)在兩個反射鏡相互作用下出射的激光束發(fā)生偏轉(zhuǎn)，完成對空間目標的掃描，這種掃描方式大多用在小面積掃描中。掃描系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)及原理圖如下圖2.2所示：圖 2. 2 雙振鏡激光掃描系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖常用的雙振鏡激光二維掃描系統(tǒng)主要由兩個振鏡和帶動振鏡偏轉(zhuǎn)的電機組成。其中，這兩個振鏡分別固定在一個水平電機和一個垂直電機的轉(zhuǎn)軸上，X 振鏡沿著平行于 Z 軸的方向轉(zhuǎn)動，Y 振鏡沿著平行于 X 軸的方向轉(zhuǎn)動，通過電機轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動帶動水平反射鏡和垂直反射鏡在一定的角度范圍內(nèi)轉(zhuǎn)動。具體的工作過程是：激光器發(fā)射出的激光首先照射至沿著水平方向放置的振鏡 X，獲得一定的偏移量，再照射至 Y振鏡，又獲得一個新的偏移量。對于不同角度偏轉(zhuǎn)的振鏡，激光束均按照這樣的順序依次出射，最后，光束照射在一個與 XOY 平面平行的掃描平面上，并落于其上的一點

圖 2. 3 振鏡的反射原理圖由此可得光線的方程表達式為tan 2 sin 2cos 2 sin 2cos 2 cos 2x d cty ctz l ct （2-2）如果令z=0，那么激光束在掃描平面的掃描軌跡可表示為tan 2tan 2cos 2tan 2x d ly l （2-3）該式即表示了掃描平面上任意點的坐標值與兩個振鏡的偏轉(zhuǎn)角度 和 之間的關(guān)系，對于一個確定的系統(tǒng)來說，上式中的l 和 d 是固定值，只有 和 是變化量，

【參考文獻】：
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本文編號：3478440