某航空相機穩(wěn)定平臺特性分析與控制研究
發(fā)布時間:2021-03-05 00:00
航空照相機是研究地表的主要工具之一,隨著航空航天技術的發(fā)展,航空相機所得到的資料已經(jīng)廣泛應用于國民經(jīng)濟的各個領域(編制地形圖、各類建筑物的建設、海道測量、森林調查、地質勘探、冰川考察、考古研究和氣象天氣預報)[1]。在軍事中用于偵察領域和被打擊目標損毀評估方面起到不可代替的作用[2]。穩(wěn)定平臺裝置在航空相機中的應用有效提高了航空相機成像質量。在全面掌握二軸穩(wěn)定平臺工作原理的基礎上,重點針對CCD航空相機需要的分幅步進、隔離飛機擾動和像移補償三個方面開展穩(wěn)定平臺的研究工作,為實際生產(chǎn)提供了理論依據(jù),降低了技術風險,減少了設計成本,縮短了研制周期。本文依據(jù)CCD航空相機穩(wěn)定平臺的使用條件,分析了相應使用條件下的關鍵點,對關鍵點的原理與參數(shù)進行分析和計算。根據(jù)使用條件對于穩(wěn)定平臺進行建模及特性分析。最終通過穩(wěn)定平臺的動力學建模確定了影響穩(wěn)定平臺穩(wěn)定性的因素,為穩(wěn)定平臺的總體設計提供了依據(jù)。參考分析結果,首先對平臺進行總體設計,確定總體方案為利用數(shù)字水平儀在平臺外部提供測量基準的雙口字框架式穩(wěn)定平臺。利用數(shù)字水平基準建立地理坐標系為穩(wěn)定平臺提供步進角...
【文章來源】:吉林大學吉林省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:82 頁
【學位級別】:碩士
【部分圖文】:
CCD航空相機
在曝光時間內,圖樣會隨著飛機的運動移動一定距離,這樣就產(chǎn)生了前像移。如圖2.1 所示,飛機在相機曝光的時間內由 O 運動到 O ,在這個時間內地面相對應的物體相對于飛機位置不變,仍然在 A 點。在相機內成像的位置改變,由a移動到a 。此時我們已知相機的焦距為 f,相機相對于地面的高度為 H,相機的運動速度為 v,曝光時間為 t,根據(jù)以上數(shù)據(jù)4
82.1.2 前像移速度與計算如圖 2.2 所示、當飛機以速度 v 沿 X 軸向前飛行產(chǎn)生前向像移。圖 2.2 飛機飛行時的三維坐標軸見下圖 2.3 計算前像移速度:設飛機的航線角度為 ,飛行高度為 H,相機鏡頭焦距為 f 可以計算出地面物體 A 點前向像移角速度 為: = cos …………………………………(2.3)地面物體 A 點前向像移速度 vx為: = cos ………………………………(2.4)圖 2.3 前向像移速度示意圖2.1.3 消除飛機飛行產(chǎn)生的像移參數(shù)計算本文所描述的 CCD 航空相機前移補償是通過穩(wěn)定平臺俯仰框帶動相機鏡頭,在拍照過程中產(chǎn)生一個附加的旋轉運動來實現(xiàn)的。如圖 2.4,當飛機飛行時,在曝光期間之內,地面景物 A 點相對移動到了 ′點,成像點變成了 a a 一條直線。前像移補償?shù)哪康木褪菫榱讼@一條直線,使得 趨近于零 。假若光軸能進行順時針旋轉運動
【參考文獻】:
期刊論文
[1]兩框架穩(wěn)定平臺模態(tài)分析及誤差校正方法研究[J]. 桑耀輝,蘭勇. 機械工程師. 2018(08)
[2]航空光電穩(wěn)定平臺高性能摩擦力補償方案[J]. 王正璽,張葆,李賢濤,張士濤,馬丙華. 航空學報. 2017(12)
[3]基于優(yōu)化神經(jīng)網(wǎng)絡的桁架有限元模型修正[J]. 曾小燕,王林. 江蘇科技大學學報(自然科學版). 2017(02)
[4]光電跟蹤自抗擾控制技術研究[J]. 王婉婷,郭勁,姜振華,王挺峰. 紅外與激光工程. 2017(02)
[5]某紅外相機穩(wěn)定平臺框架結構設計與分析[J]. 李全超,譚淞年,李蕾,張洪偉. 紅外技術. 2016(09)
[6]一種雙軸姿態(tài)穩(wěn)定平臺的設計與實現(xiàn)[J]. 呂天慧,蔡志娟,朱紅,朱如意,陳燦輝. 計算機測量與控制. 2016(02)
[7]大俯仰角度的兩軸兩框架平臺穩(wěn)定技術[J]. 李紅光,紀明,吳玉敬,郭新勝,彭俠. 應用光學. 2015(06)
[8]光電穩(wěn)定平臺伺服系統(tǒng)動力學建模與參數(shù)辨識[J]. 廖洪波,范世珣,黑墨,范大鵬. 光學精密工程. 2015(02)
[9]基于MATLAB/Simulink的穩(wěn)定平臺控制算法仿真與分析[J]. 彭楊楊,何云峰. 測試技術學報. 2014(06)
[10]單軸穩(wěn)定平臺滑模變結構伺服控制研究[J]. 劉二豪,林輝,龍蛟. 微特電機. 2014(04)
博士論文
[1]機載光電平臺穩(wěn)定跟蹤系統(tǒng)關鍵技術研究[D]. 王宣.中國科學院長春光學精密機械與物理研究所 2017
[2]高精度多軸穩(wěn)定平臺指向誤差的分析與研究[D]. 湯其劍.天津大學 2014
[3]并串聯(lián)光電穩(wěn)定平臺伺服控制系統(tǒng)研究[D]. 王立玲.河北大學 2014
[4]基于前饋控制的艦載光電跟瞄關鍵技術[D]. 呂舒.中國科學院研究生院(光電技術研究所) 2014
[5]精密光電穩(wěn)定平臺參數(shù)辨識與摩擦補償控制問題研究[D]. 黎志強.國防科學技術大學 2013
[6]三軸光電跟蹤系統(tǒng)跟蹤策略和控制研究[D]. 官伯林.西安電子科技大學 2012
[7]光電穩(wěn)定伺服機構的關鍵測控問題研究[D]. 張智永.國防科學技術大學 2006
[8]基于圖像功率譜的航空圖像質量判別技術研究[D]. 修吉宏.中國科學院研究生院(長春光學精密機械與物理研究所) 2005
[9]多框架光電平臺控制系統(tǒng)研究[D]. 畢永利.中國科學院研究生院(長春光學精密機械與物理研究所) 2004
[10]機載光電平臺的穩(wěn)定與跟蹤伺服控制技術研究[D]. 王連明.中國科學院研究生院(長春光學精密機械與物理研究所) 2002
碩士論文
[1]航空相機內場檢測儀設計研究[D]. 姜羿帆.吉林大學 2016
[2]機載兩維位置穩(wěn)定平臺控制系統(tǒng)設計與實現(xiàn)[D]. 田禮.電子科技大學 2016
[3]艦載穩(wěn)定平臺伺服系統(tǒng)設計與研究[D]. 任天輝.廈門大學 2014
[4]光電平臺視軸穩(wěn)定與跟蹤技術研究及實現(xiàn)[D]. 董小坤.中國科學院研究生院(西安光學精密機械研究所) 2014
[5]CCD全景航空相機調焦及補償系統(tǒng)故障診斷研究[D]. 王智儒.長春理工大學 2011
[6]精確制導光電導引穩(wěn)定平臺控制系統(tǒng)設計[D]. 陳小祥.哈爾濱工業(yè)大學 2010
[7]單軸測試轉臺控制系統(tǒng)設計[D]. 李子超.哈爾濱工業(yè)大學 2008
[8]車載三軸穩(wěn)定平臺控制系統(tǒng)的研制[D]. 吳樹平.南京理工大學 2007
[9]基于DSP的BDCM位置伺服系統(tǒng)設計與實現(xiàn)[D]. 姜繁生.哈爾濱工程大學 2007
[10]柔性多體系統(tǒng)動力學的建模研究[D]. 楊東武.西安電子科技大學 2005
本文編號:3064180
【文章來源】:吉林大學吉林省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:82 頁
【學位級別】:碩士
【部分圖文】:
CCD航空相機
在曝光時間內,圖樣會隨著飛機的運動移動一定距離,這樣就產(chǎn)生了前像移。如圖2.1 所示,飛機在相機曝光的時間內由 O 運動到 O ,在這個時間內地面相對應的物體相對于飛機位置不變,仍然在 A 點。在相機內成像的位置改變,由a移動到a 。此時我們已知相機的焦距為 f,相機相對于地面的高度為 H,相機的運動速度為 v,曝光時間為 t,根據(jù)以上數(shù)據(jù)4
82.1.2 前像移速度與計算如圖 2.2 所示、當飛機以速度 v 沿 X 軸向前飛行產(chǎn)生前向像移。圖 2.2 飛機飛行時的三維坐標軸見下圖 2.3 計算前像移速度:設飛機的航線角度為 ,飛行高度為 H,相機鏡頭焦距為 f 可以計算出地面物體 A 點前向像移角速度 為: = cos …………………………………(2.3)地面物體 A 點前向像移速度 vx為: = cos ………………………………(2.4)圖 2.3 前向像移速度示意圖2.1.3 消除飛機飛行產(chǎn)生的像移參數(shù)計算本文所描述的 CCD 航空相機前移補償是通過穩(wěn)定平臺俯仰框帶動相機鏡頭,在拍照過程中產(chǎn)生一個附加的旋轉運動來實現(xiàn)的。如圖 2.4,當飛機飛行時,在曝光期間之內,地面景物 A 點相對移動到了 ′點,成像點變成了 a a 一條直線。前像移補償?shù)哪康木褪菫榱讼@一條直線,使得 趨近于零 。假若光軸能進行順時針旋轉運動
【參考文獻】:
期刊論文
[1]兩框架穩(wěn)定平臺模態(tài)分析及誤差校正方法研究[J]. 桑耀輝,蘭勇. 機械工程師. 2018(08)
[2]航空光電穩(wěn)定平臺高性能摩擦力補償方案[J]. 王正璽,張葆,李賢濤,張士濤,馬丙華. 航空學報. 2017(12)
[3]基于優(yōu)化神經(jīng)網(wǎng)絡的桁架有限元模型修正[J]. 曾小燕,王林. 江蘇科技大學學報(自然科學版). 2017(02)
[4]光電跟蹤自抗擾控制技術研究[J]. 王婉婷,郭勁,姜振華,王挺峰. 紅外與激光工程. 2017(02)
[5]某紅外相機穩(wěn)定平臺框架結構設計與分析[J]. 李全超,譚淞年,李蕾,張洪偉. 紅外技術. 2016(09)
[6]一種雙軸姿態(tài)穩(wěn)定平臺的設計與實現(xiàn)[J]. 呂天慧,蔡志娟,朱紅,朱如意,陳燦輝. 計算機測量與控制. 2016(02)
[7]大俯仰角度的兩軸兩框架平臺穩(wěn)定技術[J]. 李紅光,紀明,吳玉敬,郭新勝,彭俠. 應用光學. 2015(06)
[8]光電穩(wěn)定平臺伺服系統(tǒng)動力學建模與參數(shù)辨識[J]. 廖洪波,范世珣,黑墨,范大鵬. 光學精密工程. 2015(02)
[9]基于MATLAB/Simulink的穩(wěn)定平臺控制算法仿真與分析[J]. 彭楊楊,何云峰. 測試技術學報. 2014(06)
[10]單軸穩(wěn)定平臺滑模變結構伺服控制研究[J]. 劉二豪,林輝,龍蛟. 微特電機. 2014(04)
博士論文
[1]機載光電平臺穩(wěn)定跟蹤系統(tǒng)關鍵技術研究[D]. 王宣.中國科學院長春光學精密機械與物理研究所 2017
[2]高精度多軸穩(wěn)定平臺指向誤差的分析與研究[D]. 湯其劍.天津大學 2014
[3]并串聯(lián)光電穩(wěn)定平臺伺服控制系統(tǒng)研究[D]. 王立玲.河北大學 2014
[4]基于前饋控制的艦載光電跟瞄關鍵技術[D]. 呂舒.中國科學院研究生院(光電技術研究所) 2014
[5]精密光電穩(wěn)定平臺參數(shù)辨識與摩擦補償控制問題研究[D]. 黎志強.國防科學技術大學 2013
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[7]光電穩(wěn)定伺服機構的關鍵測控問題研究[D]. 張智永.國防科學技術大學 2006
[8]基于圖像功率譜的航空圖像質量判別技術研究[D]. 修吉宏.中國科學院研究生院(長春光學精密機械與物理研究所) 2005
[9]多框架光電平臺控制系統(tǒng)研究[D]. 畢永利.中國科學院研究生院(長春光學精密機械與物理研究所) 2004
[10]機載光電平臺的穩(wěn)定與跟蹤伺服控制技術研究[D]. 王連明.中國科學院研究生院(長春光學精密機械與物理研究所) 2002
碩士論文
[1]航空相機內場檢測儀設計研究[D]. 姜羿帆.吉林大學 2016
[2]機載兩維位置穩(wěn)定平臺控制系統(tǒng)設計與實現(xiàn)[D]. 田禮.電子科技大學 2016
[3]艦載穩(wěn)定平臺伺服系統(tǒng)設計與研究[D]. 任天輝.廈門大學 2014
[4]光電平臺視軸穩(wěn)定與跟蹤技術研究及實現(xiàn)[D]. 董小坤.中國科學院研究生院(西安光學精密機械研究所) 2014
[5]CCD全景航空相機調焦及補償系統(tǒng)故障診斷研究[D]. 王智儒.長春理工大學 2011
[6]精確制導光電導引穩(wěn)定平臺控制系統(tǒng)設計[D]. 陳小祥.哈爾濱工業(yè)大學 2010
[7]單軸測試轉臺控制系統(tǒng)設計[D]. 李子超.哈爾濱工業(yè)大學 2008
[8]車載三軸穩(wěn)定平臺控制系統(tǒng)的研制[D]. 吳樹平.南京理工大學 2007
[9]基于DSP的BDCM位置伺服系統(tǒng)設計與實現(xiàn)[D]. 姜繁生.哈爾濱工程大學 2007
[10]柔性多體系統(tǒng)動力學的建模研究[D]. 楊東武.西安電子科技大學 2005
本文編號:3064180
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