潜望式观瞄系统的瞄准轴系误差分析与调校

瞄准轴系影响到潜望式观瞄系统的测角精度。根据潜望式观瞄系统的典型光机结构,分析引起瞄准轴系误差的来源,采用矢量反射和旋转原理建立数学模型,给出方位轴、俯仰轴、瞄准轴和反射面误差对瞄准轴系的影响关系。同时,确定了与之相应的调校技术方案,明确了调校过程中的每一项控制要点,给出了联调与检测方法。通过实际产品调试验证,瞄准轴系精度可达0.1 mrad。     

潜望式光电仪器轴系误差的精确数学模型及计算

轴系误差是影响潜望式光电仪器测角精度的重要因素,传统轴系误差模型使用大量数学近似,存在适用局限性。将轴系误差的产生用坐标变换的方法来表现,建立了一种精确的数学模型。推导了高度角误差与方位角误差的微分计算方法,在MATLAB上进行了仿真计算,验证了模型的正确性。该模型综合考虑了各种误差的影响,不存在数学近似引起的原理误差,为潜望式光电仪器的轴系误差补偿校正提供了参考。     

舰载光电指向器多轴系耦合精度分析

光电指向器的轴系精度直接影响到光电系统的整体性能指标。分析了光电指向器轴系之间精度影响关系,根据对方位轴系、俯仰轴系和视轴轴系的各项误差源分析计算出各轴系误差值,结合在安装过程中方位轴系误差与俯仰轴系误差建立数学模型,寻找方位角和俯仰角与方位轴系、俯仰轴系、视轴轴系的误差之间的耦合关系,并将三个轴系误差进行耦合后建立数学模型分析。该分析方法和结果为光电指向器的多轴系结构耦合误差设计提供了理论及工程依据。     

复合式光电编码器精密轴系设计及准确度分析

为了提高复合式光电编码器的轴系准确度,运用一个径向密珠轴承与两个轴向止推密排轴承相结合的结构设计了大空心轴精密轴系,并对轴系误差进行分析.通过该方法设计的精密轴系径向跳动δ3μm,解决了大空心轴轴系准确度差的问题,提高复合式编码器的测角准确度,应用该轴系研制的复合式光电编码器准确度σ2″.     

船舶双推进轴系振动分析软件开发研究

为了预防船舶行进过程中轴系振动过大带来的危害,设计实现了船舶双轴系振动分析软件系统,实现了船舶运行过程中轴系振动的分析显示;对扭振和回旋双通道实时测试采集的数据进行了处理,剔除误差过大的野值,提高振动分析的精确度,并对扭振振幅数据进行定点DFT变换,找出扭振在高谐次上的异常振幅尖峰,以预防船舶在此转速下因扭振振幅过大带来的危害;实船测试表明,该系统测试精确度高,振动分析结果显示直观,满足了船舶双推进轴系振动分析的设计要求。     

复合式光电编码器精密轴系设计及准确度分析

 为了提高复合式光电编码器的轴系准确度,运用一个径向密珠轴承与两个轴向止推密排轴承相结合的结构设计了大空心轴精密轴系,并对轴系误差进行分析.通过该方法设计的精密轴系径向跳动δ＜3 μm,解决了大空心轴轴系准确度差的问题,提高复合式编码器的测角准确度,应用该轴系研制的复合式光电编码器准确度σ＜2″.     

光测仪器的轴系检测及数据处理

本文针对光测仪器的轴系检测提出了一种新的改进方法,该方法采用数字式电子水平仪测量垂直轴系的径向晃动量;并用不等间隔采样点的最小二乘法计算垂直轴系、水平轴系的晃动误差。该方法及计算程序已成功地应用于多项任务的轴系误差测量中。     

非正交轴系激光经纬仪反向运动学线性模型

为满足大尺寸测量仪器性能与制造水平提升的需求,基于非正交轴系架构理念对激光经纬仪进行设计。针对非正交轴系经纬仪在无参考末端情况下计算反向运动旋转角度的难题,提出反向运动线性模型,以实现旋转角度的快速、高精度计算。首先,基于李群李代数基本理论构建非正交轴系经纬仪正向运动学模型。其次,构建空间目标点与视准轴位姿参数间的约束关系,并结合旋转角度误差传递模型,确立用于求解旋转角度误差修正值的线性方程组。最终通过旋转角度初始估计值与误差修正值线性相加,获取高精度的反向旋转角度值。仿真结果表明,该方法所计算的旋转角度误差趋近于0,真实实验的旋转角度误差均小于0.02 mrad,验证了所提反向运动学线性模型的可行性与实用性。     

船舶轴系振动教学演示实验台架设计与实验分析

通过船舶轴系振动理论和实践特点的分析,设计和制作了船舶轴系振动教学演示实验台架.同时,在教学演示实验台架与实船之间开展了比对实验,在船舶轴系振动信号、轴系扭振频谱、横振频谱、纵振频谱等关键实验环节进行了比对分析和讨论,得出了船舶轴系振动教学演示实验台架的可用性和可比性.     

小范围回转轴系测角误差测试方法

为了提高小范围回转轴系测角误差的测量精度,用自准直经纬仪测量测角误差的原理和方法,对影响测量结果的误差源进行了分析,仿真结果表明被测轴系轴线倾斜角度是最主要的误差源.基于误差模型提出了利用最小二乘估计辨识失调参数进而分离引入误差的方法,以实现测角误差的高精度测量.以精度为2″的单轴位置转台为受检对象进行实验验证,相比常规方法的测试结果-309.1″~428.6″,本文方法的测试结果为-0.89″~1.01″和-1.01″~0.93″,测试误差为0.70″和0.78″,消除了设备失调引入的测试误差.该方法具有设备简单、操作便捷,可实现小范围回转轴系测角误差的高精度测试,解决小范围回转轴系工程测试难题.     

光电仪器之间的轴系补偿方法探讨

综合光电系统经常会同时拥有多个光电仪器，各仪器之间利用计算机通讯实现协同工作。为了达到整个光电系统要求的精度，不但需要严格保证各光电仪器自身的轴系和测角精度，而且要保证各仪器之间的坐标基准精确一致。实际工程中前者易于实现，后者不易保证，即各种光电仪器的坐标系之间经常出现误差。本文利用坐标变换方法将各坐标系转换成统一坐标，前后两者的差值即为补偿量，用计算机进行自动补偿以满足系统的精度要求。     

地平式望远镜跟踪机架结构设计与分析

针对某700 mm口径地平式望远镜系统，提出了一种U型跟踪架的结构设计方案。跟踪架结构中方位轴系采用双排密珠球轴承，轴承设计为双排轴向止推钢珠及双排径向钢珠结构，滚珠的密集及均化作用可保证轴系具有高回转精度。俯仰轴系设计采用一端固定、一端游动的结构方式，以补偿机械误差及热变形对回转精度的影响。对望远镜跟踪架进行有限元建模，分析得出其一阶谐振频率可达到47.6 Hz，说明它具有良好的模态特性。使用电子水平仪及自准直仪分别对方位轴及俯仰轴进行定量检测，方位轴轴系晃动优于1.3″，俯仰轴轴系晃动优于1.8″。通过仿真分析及实验测试，证明设计的望远镜跟踪架结构具有高刚度及高回转精度，为同类跟踪架的结构设计提供了一定的参考价值。     

船舶轴系双通道轴功率与扭振应力测量分析软件研发

为了实现船舶双推进轴系轴功率及扭振应力的动态测量,开发设计了轴功率与扭振应力测量分析软件,描述了轴功率及扭振应力测量的基本原理及所需设备,测量软件通过对船舶推进轴系的扭矩和转速的实时采集和计算转换,实时计算出轴功率及扭振应力,并且能够实时显示和存储扭矩,转速,轴功率即扭振应力。同时根据测量圈数对扭振应力进行频域分析,通过数据回放功能能够选择指定测量文件进行回放观察。最后,实船测试表明,该系统测试精确度高,轴功率与扭振应力分析结果显示直观,满足了船舶双推进轴系轴功率与扭振应力分析的设计要求。     

GJ—341小型遥控光电经纬仪垂直轴系结构可靠性研究

本文讨论了“GJ-341”垂直轴系的结构可靠性模型;并分析了“GJ-341”垂直轴系的结构可靠性。     

柱面光栅角度分度系统精密轴系的设计

设计分析了柱面光栅精密角度分度系统中的主轴轴系,阐述了角度分度系统中双轴轴系的设计原理及结构组成,给出了相应的双轴零位对准方法及主轴角度分度测量方法。轴系经安装调试后,得到了当主轴转动一个周期时柱面光栅角度分度实验数据输出曲线。实验结果表明,该轴系达到了所要求的测角精度和分辨率。     

直升机光电系统网络协同目标瞄准方法北大核心CSCD

针对直升机网络化和信息化的探测需求,提出了利用数据链信息快速引导机载光电系统实现目标瞄准的方法。分析网络信息引导过程中光电系统的目标瞄准指示误差,给出目标信息坐标转换和延迟处理算法以及光电系统瞄准线偏差估计方法,最后通过仿真实验重点研究了数据精度、数据率、延迟时间等对直升机光电系统网络协同目标瞄准的影响。仿真结果表明:减小数据延迟时间,提高数据率和数据精度是减小网络协同目标瞄准误差的有效途径,采用合理的目标信息延迟处理算法,对提高目标状态估计精度,减小目标瞄准线估计误差具有一定的作用。     

双反射镜式光电经纬仪测角误差的分析(轴系部分)

双反射镜式光电经纬仪由于采用了反射镜跟踪头,轴系误差对测角精度的影响不同于典型光电经纬仪。本文从建立经纬仪三维直角坐标系入手,建立了该类型经纬仪轴系误差引起测角误差的数学模型,为精度分析和误差修正提供了依据。     

Poisson线瞄准技术初步研究

Poisson斑的中心可以在很长的距离内保持与轴心共线因而能实现高精度的对心瞄准,这一技术被称为Poisson线技术.利用数值模拟和实验验证对Poisson线瞄准技术进行了初步研究.通过数值模拟发现,Poisson线上的光强随着离圆屏距离的增加而增大;Poisson斑直径随着圆屏直径增加而减小、随着距离增加而增加;其方向平行于入射激光束并过圆屏中心（待瞄准点）.Poisson线对圆屏的倾斜非常不敏感,但是对中心的偏移非常敏感.模拟中发现Poisson线对10 μm的中心偏移敏感,初步实验验证Poisson线可实现50 μm的对心误差调节.     

Poisson线瞄准技术初步研究

Poisson斑的中心可以在很长的距离内保持与轴心共线因而能实现高精度的对心瞄准,这一技术被称为Poisson线技术.利用数值模拟和实验验证对Poisson线瞄准技术进行了初步研究.通过数值模拟发现,Poisson线上的光强随着离圆屏距离的增加而增大;Poisson斑直径随着圆屏直径增加而减小、随着距离增加而增加;其方向平行于入射激光束并过圆屏中心（待瞄准点）.Poisson线对圆屏的倾斜非常不敏感,但是对中心的偏移非常敏感.模拟中发现Poisson线对10 μm的中心偏移敏感,初步实验验证Poisson线可实现50 μm的对心误差调节. 关键词： 中子成像 Poisson线 Fresnel衍射     

基于Mathematica数学软件的玻尔共振实验综合研究

对单自由度线性机械振动的研究常采用玻尔共振仪进行测量与分析,但结合该仪器进行受迫振动过程模拟仿真的研究还较少.本论文采用Mathematica数学软件编写相关仿真程序,对玻尔共振仪受迫振动的幅频特性、相频特性进行数值模拟与解析模拟,并将模拟结果与实验结果进行精度分析,从而对数值模拟和解析模拟两种仿真算法进行优劣分析.此外还使用Mathematica数学软件突破玻尔共振仪的现有实验条件功能局限,通过建立整个振动动力学过程的相图、频谱曲线等,从而可以更为深入地研究机械振动规律,拓展Mathematica数学软件在实验分析中的应用范围.