發(fā)布時(shí)間：2023-04-22 04:23

　　小型化、輕量化和高精度是成像導(dǎo)引頭的發(fā)展趨勢(shì)之一。反射鏡穩(wěn)像平臺(tái)通過控制成像光路中一塊或多塊反射鏡來改變視軸運(yùn)動(dòng)的方向,與傳統(tǒng)成像導(dǎo)引頭整體穩(wěn)像平臺(tái)相比,具有結(jié)構(gòu)形式靈活、體積小以及慣量小的特點(diǎn),可以實(shí)現(xiàn)導(dǎo)引頭的小型化、輕型化和異型結(jié)構(gòu)空間安裝。然而,成像光路中反射鏡的靈活布局使導(dǎo)引頭視軸運(yùn)動(dòng)呈現(xiàn)復(fù)雜多變特點(diǎn),為高精度視軸控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)帶來了挑戰(zhàn)。本文以反射鏡穩(wěn)像平臺(tái)的高精度視軸控制為目標(biāo),對(duì)反射鏡穩(wěn)像平臺(tái)視軸運(yùn)動(dòng)機(jī)理、視軸運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)建模方法、高精度自適應(yīng)魯棒控制器設(shè)計(jì)以及宏微雙級(jí)控制器設(shè)計(jì)等方面開展深入研究。論文主要工作包含以下幾個(gè)部分:(1)分析了反射鏡平臺(tái)視軸運(yùn)動(dòng)機(jī)理。首先,結(jié)合光學(xué)反射矢量理論和整體穩(wěn)像平臺(tái)視軸運(yùn)動(dòng)機(jī)理,提出一種虛擬方位–俯仰式兩框架整體穩(wěn)像平臺(tái)方式以等效反射鏡穩(wěn)像平臺(tái)的視軸運(yùn)動(dòng),建立了反射鏡平臺(tái)視軸運(yùn)動(dòng)學(xué)方程推導(dǎo)的通用方法。其次,針對(duì)偏軸反射鏡平臺(tái)視軸運(yùn)動(dòng)非線性特點(diǎn),不再局限于選取常規(guī)方位–俯仰式虛擬兩框架整體穩(wěn)像平臺(tái),提出一種虛擬三框架整體穩(wěn)像平臺(tái)形式,使得虛擬整體穩(wěn)像平臺(tái)框架角和反射鏡平臺(tái)框架角之間保持線性關(guān)系,從而為該類型反射鏡平臺(tái)的視軸運(yùn)動(dòng)學(xué)方程和動(dòng)...

【文章頁(yè)數(shù)】：161 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第1章 緒論
    1.1 課題背景及意義
    1.2 相關(guān)技術(shù)的國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 反射鏡穩(wěn)像平臺(tái)的國(guó)內(nèi)外應(yīng)用現(xiàn)狀
        1.2.2 反射鏡平臺(tái)視軸運(yùn)動(dòng)機(jī)理研究現(xiàn)狀
        1.2.3 穩(wěn)像平臺(tái)控制算法研究現(xiàn)狀
        1.2.4 宏微雙級(jí)控制系統(tǒng)的研究現(xiàn)狀
    1.3 本文的研究?jī)?nèi)容
第2章 反射鏡穩(wěn)像平臺(tái)視軸運(yùn)動(dòng)機(jī)理
    2.1 引言
    2.2 坐標(biāo)系定義及光學(xué)反射矢量基本理論
        2.2.1 常用坐標(biāo)系的定義
        2.2.2 光學(xué)反射矢量基本理論
    2.3 反射鏡平臺(tái)視軸運(yùn)動(dòng)機(jī)理分析
        2.3.1 常規(guī)反射鏡平臺(tái)視軸運(yùn)動(dòng)機(jī)理分析
        2.3.2 偏軸反射鏡平臺(tái)運(yùn)動(dòng)機(jī)理分析
        2.3.3 極坐標(biāo)多反射鏡平臺(tái)運(yùn)動(dòng)機(jī)理分析
        2.3.4 直角坐標(biāo)多反射鏡平臺(tái)運(yùn)動(dòng)機(jī)理分析
    2.4 偏軸反射鏡平臺(tái)運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)建模
        2.4.1 偏軸反射鏡平臺(tái)光學(xué)特性分析
        2.4.2 偏軸反射鏡平臺(tái)視軸運(yùn)動(dòng)學(xué)模型
        2.4.3 偏軸反射鏡平臺(tái)視軸動(dòng)力學(xué)模型
        2.4.4 反射鏡平臺(tái)控制模型及耦合分析
        2.4.5 仿真分析
    2.5 本章小結(jié)
第3章 偏軸反射鏡平臺(tái)的自適應(yīng)魯棒控制
    3.1 引言
    3.2 系統(tǒng)參數(shù)辨識(shí)
        3.2.1 動(dòng)力學(xué)簡(jiǎn)化模型
        3.2.2 摩擦模型
        3.2.3 其它干擾力矩
        3.2.4 系統(tǒng)參數(shù)辨識(shí)策略
        3.2.5 摩擦力矩測(cè)試
        3.2.6 參數(shù)辨識(shí)過程
        3.2.7 實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證與分析
    3.3 基于非線性靜態(tài)摩擦補(bǔ)償?shù)淖赃m應(yīng)魯棒控制(ARC)
        3.3.1 控制問題描述
        3.3.2 控制器設(shè)計(jì)
        3.3.3 穩(wěn)定性分析
        3.3.4 仿真分析
    3.4 基于LUGRE動(dòng)態(tài)摩擦補(bǔ)償?shù)淖赃m應(yīng)魯棒控制(LARC)
        3.4.1 控制問題描述
        3.4.2 控制器設(shè)計(jì)
        3.4.3 穩(wěn)定性分析
        3.4.4 仿真分析
    3.5 考慮執(zhí)行電機(jī)飽和的自適應(yīng)魯棒控制器(CEARC)
        3.5.1 控制問題描述
        3.5.2 控制器設(shè)計(jì)
        3.5.3 穩(wěn)定性分析
        3.5.4 仿真分析
    3.6 本章小結(jié)
第4章 反射鏡平臺(tái)宏微雙級(jí)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)
    4.1 引言
    4.2 雙級(jí)控制系統(tǒng)模型
        4.2.1 微控制鏡運(yùn)動(dòng)學(xué)、動(dòng)力學(xué)模型
        4.2.2 雙級(jí)控制系統(tǒng)模型
    4.3 基于魯棒H_∞的雙級(jí)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)
        4.3.1 問題描述
        4.3.2 魯棒H_∞控制器設(shè)計(jì)
        4.3.3 仿真分析
    4.4 基于自適應(yīng)模型補(bǔ)償?shù)聂敯鬑_∞控制器設(shè)計(jì)
        4.4.1 問題描述
        4.4.2 控制器設(shè)計(jì)
        4.4.3 穩(wěn)定性分析
        4.4.4 仿真分析
    4.5 本章小結(jié)
第5章 反射鏡穩(wěn)像平臺(tái)控制系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)研究
    5.1 實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)組成及工作原理
        5.1.1 反射鏡平臺(tái)機(jī)構(gòu)組成與硬件配置
        5.1.2 微控制鏡平臺(tái)機(jī)構(gòu)組成與硬件配置
    5.2 實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證
        5.2.1 自適應(yīng)魯棒控制律的性能驗(yàn)證
        5.2.2 雙級(jí)控制系統(tǒng)的性能驗(yàn)證
        5.2.3 基于反射鏡穩(wěn)像的成像導(dǎo)引特征驗(yàn)證
    5.3 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
攻讀博士學(xué)位期間發(fā)表的論文及其它成果
致謝
個(gè)人簡(jiǎn)歷



本文編號(hào)：3796908