滾-擺式導引頭框架角大，結(jié)構緊湊，能夠?qū)崿F(xiàn)對前半球視場的覆蓋。但是其特有的過頂跟蹤問題，即在小離軸角對目標跟蹤時會產(chǎn)生奇異這一點制約了滾-擺式導引頭的應用。針對滾-擺式導引頭的過頂跟蹤問題，本文從系統(tǒng)數(shù)學描述、跟蹤策略制定、控制器設計、跟蹤實驗幾個方面展開了相關的研究。論文首先分析了由圖像處理器提供的脫靶量信息解算出導引頭角位置指令的解析算法，說明了過頂問題的產(chǎn)生根源，給出了過頂跟蹤問題的數(shù)學描述，為解決滾-擺式導引頭的過頂跟蹤問題提供了基本理論依據(jù)。在以上分析的基礎上，設計了滾轉(zhuǎn)框和擺動框控制器，首先使伺服系統(tǒng)滿足給定的穩(wěn)態(tài)和動態(tài)指標。分析了影響系統(tǒng)精度的主要誤差源，著重研究了微機械陀螺的誤差項和誤差模型，以及陀螺輸出精度對伺服系統(tǒng)速度誤差的影響。然后提出了基于擺動框角度、目標脫靶量、目標運動速度及系統(tǒng)指標的滾-擺式導引頭過頂控制策略。最后，為減小目標進出過頂盲區(qū)時的指令的階躍，設計了基于“當前”加速度模型的機動目標卡爾曼濾波器，實時預測出目標下一時刻的位置、速度和加速度信息，增加了過頂跟蹤過程中運動的穩(wěn)定性。為驗證和測試滾-擺式導引頭過頂控制器的性能，搭建了導引頭伺服系統(tǒng)通用開發(fā)平... 

【文章來源】：中國科學院大學(中國科學院長春光學精密機械與物理研究所)吉林省

【文章頁數(shù)】：106 頁

【學位級別】：博士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
目錄
第1章 緒論
    1.1 課題研究背景及意義
    1.2 相關領域的研究現(xiàn)狀
        1.2.1 滾-擺式導引頭光機結(jié)構
        1.2.2 滾-擺式導引頭跟蹤與穩(wěn)定原理
        1.2.3 微機械陀螺誤差模型
        1.2.4 滾-擺式導引頭過頂跟蹤問題
        1.2.5 滾-擺式導引頭伺服控制方案
    1.3 論文的主要研究內(nèi)容和論文結(jié)構安排
        1.3.1 研究對象
        1.3.2 論文工作的主要內(nèi)容
        1.3.3 論文的結(jié)構安排
第2章 滾-擺導引頭過頂跟蹤問題分析
    2.1 滾-擺式導引頭過頂問題數(shù)學描述
        2.1.1 滾-擺式導引頭坐標系描述
        2.1.2 滾-擺式導引頭過頂盲區(qū)數(shù)學描述
    2.2 滾-擺式導引頭過頂圖像跟蹤問題分析
第3章 滾-擺式導引頭過頂問題控制策略分析
    3.1 地平式經(jīng)緯儀過頂跟蹤問題控制策略
    3.2 滾-擺式導引頭過頂問題控制策略
        3.2.1 傾斜滾轉(zhuǎn)軸
        3.2.2 滾-擺式導引頭過頂跟蹤控制器
第4章 滾-擺式導引頭過頂控制系統(tǒng)設計
    4.1 滾-擺式導引頭控制系統(tǒng)描述
    4.2 滾-擺式導引頭跟蹤誤差分析
        4.2.1 陀螺測量誤差分析
        4.2.2 伺服系統(tǒng)誤差分析
        4.2.3 圖像處理器誤差分析
    4.3 機動目標卡爾曼濾波器設計
        4.3.1 機動目標模型描述
        4.3.2 機動目標濾波與預測算法
        4.3.3 自適應機動目標預測算法
    4.4 滾-擺式導引頭過頂跟蹤控制系統(tǒng)設計
    4.5 滾-擺式導引頭控制器硬件設計
        4.5.1 電源設計
        4.5.2 通信接口設計
        4.5.3 其他部分
第5章 滾-擺式導引頭過頂跟蹤實驗
    5.1 滾-擺式導引頭過頂跟蹤現(xiàn)象復現(xiàn)
        5.1.1 滾-擺式導引頭角位置指令解算驗證實驗
        5.1.2 滾-擺式導引頭過頂盲區(qū)復現(xiàn)實驗
    5.2 滾-擺式導引頭過頂跟蹤控制器實驗
第6章 結(jié)論
    6.1 全文總結(jié)
    6.2 未來工作展望
參考文獻
在學期間學術成果情況
指導教師及作者簡介
致謝


【參考文獻】：
期刊論文
[1]基于Paden-Kahan子問題求解滾仰式導引頭角增量[J]. 朱明超,賈宏光.  光學精密工程. 2011(08)
[2]滾-仰式導引頭奇異性分析與控制[J]. 林德福,王志偉,王江.  北京理工大學學報. 2010(11)
[3]烏克蘭展出新型空空導彈導引頭[J]. 侯曉艷,朱愛平.  飛航導彈. 2009(05)
[4]機動目標跟蹤的自適應卡爾曼濾波算法實現(xiàn)[J]. 樊宗臣,吳曉燕.  戰(zhàn)術導彈技術. 2009(01)
[5]自適應理論在目標跟蹤中的應用[J]. 熊茂濤,吳欽章.  計算機工程與應用. 2009(02)
[6]極坐標捷聯(lián)式視覺導引平臺的機電建模與仿真[J]. 董小萌,張平,付奎生.  系統(tǒng)仿真學報. 2009(01)
[7]基于卡爾曼濾波的動目標預測[J]. 嚴浙平,黃宇峰.  應用科技. 2008(10)
[8]某導引頭陀螺進動控制理論研究[J]. 魏文儉,秦石喬,張寶東,李華.  電光與控制. 2008(08)
[9]三軸光電跟蹤系統(tǒng)對地平式天頂盲區(qū)出入點的判定方法[J]. 劉興法.  應用光學. 2008(04)
[10]美國空空導彈研制新動向[J]. 王麗霞.  飛航導彈. 2008(05)

博士論文
[1]地平式光測跟星系統(tǒng)天頂盲區(qū)及跟蹤算法研究[D]. 吉桐伯.中國科學院研究生院（長春光學精密機械與物理研究所） 2004
[2]伺服系統(tǒng)低速特性與抖動補償研究[D]. 陳娟.中國科學院長春光學精密機械與物理研究所 2001

碩士論文
[1]LQG控制在電視導引頭系統(tǒng)中的應用研究[D]. 宋小娜.南京理工大學 2005
[2]應用壓電陀螺的艦載電視跟蹤儀視軸穩(wěn)定問題研究[D]. 鄒東明.中國科學院研究生院（長春光學精密機械與物理研究所） 2003
[3]移動載體穩(wěn)定跟蹤平臺測控技術研究[D]. 張智永.國防科學技術大學 2002



本文編號：3467760