振动环境下的快速反射镜精跟踪系统

以快速反射镜和位置敏感探测器为主要功能模块设计了光束精跟踪系统,并在模拟振动扰动的环境中对系统性能进行了测试.实验结果证明了该系统可有效补偿由机械振动等引起的跟踪误差,验证了该方案的可行性.简要总结了该系统所需解决的主要问题,并提出了改进方案.     

倾斜微反射镜快速WDM开关

1 概述一种在波分复用多路传输的光纤系统中使用的多通道开关是利用微反射镜阵列为高带宽通信链络增、减通道的。这种处于试验阶段的波分复用多路传输(简称为WDM)开关是由新泽西的贝尔实验室Lucent技术部开发的,它能提供16个通道波长选择开关且损失小、能动态寻址,并能为待变更通信链路快     

基于dsPIC的精跟踪控制系统设计

对精跟踪的驱动、检测和控制方法进行了研究。设计了精跟踪控制系统的驱动、检测和控制电路,并针对驱动电路的动、静态性能进行了测试研究,对检测电路进行了标定实验,对模糊自整定PID控制方法进行了研究。采用模拟扰动源对系统性能进行了测试,结果表明该系统有良好的精跟踪能力。     

一种新型的太阳自动跟踪系统研究

为了最大限度的利用太阳能,采用自动跟踪太阳的方式以获得更多的能量。简要介绍了现有的几种主要跟踪方式,光电探测器跟踪方式容易受天气条件干扰,时钟跟踪方式有累积误差或者因数据库庞大导致反应变慢等缺点。提出了一种时钟跟踪与光电探测器跟踪相结合的双轴跟踪方式,方位角采用时钟跟踪,俯仰角采用四象限光电探测器跟踪,控制核心选用ATmega16单片机。该跟踪方式结合这两种跟踪方式的优点,很好地克服了两者的缺点。实验表明,本系统转动精度高,工作稳定性好,太阳能接收损失小。     

快速反射镜控制系统设计

针对快速反射镜的控制系统展开分析和研究。首先,概述了FSM的技术特点。其次,对FSM控制系统实现过程进行了研究,具体包括系统辨识,速度环回路闭环,位置环回路闭环和电流环回路闭环。然后,针对FSM控制系统实现过程进行了仿真验证,实现了FSM控制系统跟踪精度5″。最后,对FSM系统的性能进行了综合总结。     

四象限光电跟踪技术中若干问题的探讨

本文对四象限光电跟踪技术中所涉及的若干问题进行了探讨。其中对误差数据提取的算法，目标回波在四象限光电探测器上敏面上形成的像斑尺寸等，影响较大的制约因素进行了较详细的计算分析，从中得到了一些有益的启示。     

太阳绝对辐照度测量系统中的太阳跟踪系统设计与性能测试

为实现高精度的太阳绝对辐照度观测,设计了视日运动轨迹跟踪和四象限探测器精密跟踪相结合的太阳自动跟踪系统.分析了四象限探测器的工作原理,对其均匀性进行了测试,确定了其偏离系数.对跟踪系统进行了硬件设计、控制软件设计和结构设计.实现了以C8051F064单片机为核心的数据采集、信号处理和反馈控制系统.在实验室内对系统的跟踪精度进行了测试,结果表明跟踪偏差在0.1°之内.经实际运行证明,该系统方案可行,具有稳定性强、精度高的优点.     

快速控制反射镜

高空气球实验的光学仪器舱中有4块快速控制反射镜(FSM)。每一块反射镜将在捕获、跟踪和瞄准(ATP)实验任务中完成一种特定的功能。Pseudo IPSRU控制反射镜(PSM)用于稳定相对于惯性稳定参考单元的光学视线(LOS);准直控制反射镜(ASM)用于保持内     

基于改进自抗扰的快速反射镜控制研究

快速反射镜(Fast Steering Mirror,FSM)是光电跟踪系统中精跟踪的重要组成部件,FSM系统需要满足响应时间快,高精度以及抗干扰等性能要求.提高跟踪精度以及减小响应时间是快反镜系统需要解决的关键问题.本文提出了一种改进非线性状态误差反馈控制律的自抗扰控制器,在传统自抗扰优良控制效果的基础上,进一步改善了系统的动态性能和稳态性能.经过大量仿真研究,与传统自抗扰控制相比,该方法使系统的动态性能提升80％左右,跟踪精度增加了46％左右.     

新型快速反射镜伺服系统设计

为了满足光电跟踪系统高精度跟踪的要求,针对一种新型内外框架式快速反射镜进行了详细的伺服系统设计。首先,对新型快速反射镜进行了数学建模,采用速度环与位置环相结合的双闭环控制方法,对位置校正环节和速度校正环节进行了参数设计。其次,以DSP 为实现平台,详细阐述了快速反射镜伺服系统的硬件组成。再次,对快速反射镜伺服系统的工作模式和软件工作流程进行了详细说明。最后,为了验证快速反射镜伺服系统的性能,进行了锁零实验和跟踪实验。实验结果表明:快速反射镜锁零时响应快速且稳态误差小于0.3,跟踪时跟踪误差均方根小于7。新型快速反射镜伺服系统能够满足光电跟踪系统对快速反射镜的快速性和高精度要求。     

大口径大角位移的两维高速压电倾斜反射镜

两维高速压电倾斜反射镜是自适应光学系统和提高跟瞄系统的关键器件。本文介绍了我们研制的各种倾斜镜的性能，对于大口径大角位移的倾斜镜，谐振频率将受以口径和角位移的限制，本文分析了这些限制，并提出提高振频率的措施。     

激光自动对准系统中快速反射镜机构研究

针对激光自动对准系统,开展了快速反射镜机构研究.利用2个直线步进电机,分别驱动2对楔块,通过楔形摩擦副实现快速反射镜的两维转动,应用楔块角度自锁,实现快速反射镜对光轴的精密调整和精度保持.为保证激光对准系统工作时,对准激光经快速反射镜后能始终返回CCD视场内,确定快速反射镜的工作转角范围:方位为±6.975′,俯仰为±...     

柔性轴承有轴系快速反射镜结构设计

快速反射镜是自适应光学中重要的光学元件,比较了有轴系和无轴系快速反射镜两种结构形式的性能,分析了不同的工作特点和应用特征,在此基础上设计了一种新的有轴系快速控制反射镜结构。轴系利用柔性轴承无摩擦、转角大的特点,通过分析计算提出了适用的参数,选择了相应的柔性轴承.该设计结合了有轴系和无轴系快速反射镜的优点,提出了一种具有发展前景的快速反射镜结构。     

激光通信系统中快速反射镜控制技术研究

为满足激光通信系统跟踪精度的要求,采用快速反射镜系统作为精跟踪控制核心.选用大行程、高分辨率、高带宽的音圈电机驱动快速反射镜,对音圈电机控制方法进行了研究.首先,定性分析了快速反射镜系统的组成及工作原理.然后,根据音圈电机的等效电路模型进行建模分析,得到快速反射镜的传递函数模型.最后,介绍了模拟控制器的设计原理,给出了比例-积分-微分(Proportional-Integral-Derivati ve,PID)电路、位置检测电路以及功率放大电路的具体设计.实验结果表明,设计的快速反射镜的角分辨率为1 μrad,重复定位精度为3 μrad,闭环带宽(-3 dB)为300 Hz@1 mrad,满足激光通信系统稳定可靠、精度高、抗干扰能力强等要求.     

快速反射镜状态模型构建方法及其控制系统设计

为减少快速反射镜状态空间建模过程中所需的结构参数数量,提出了一种基于系统辨识的状态模型构建方法,采用该方法建立状态模型时只需使用音圈电阻和电感两个结构参数.基于状态模型,设计了一套由降阶观测器、状态反馈、内模和镇定补偿器构成的组合控制系统,利用状态反馈完成对内模和镇定补偿器的设计,通过设计降阶观测器实现对电流和角速度的获取,组合系统可同时实现对输入信号的渐进跟踪和干扰的抑制.在SIMULINK中建立仿真模型,仿真结果显示,不考虑干扰作用时,相较于不完全微分PID(Proportion Integration Differentiation)控制系统,组合系统的调节时间下降了53.6％,超调量上升了131.2％;加入干扰信号后,不完全微分PID控制系统的动稳态性能有明显下降,而组合系统的输出性能基本不受影响.仿真结果验证了理论分析的正确性.     

自由空间光通信中快速偏转镜的自适应控制研究

在自由空间光通信中,精跟踪系统中快速偏转镜的跟踪性能决定了整个APT系统的跟踪精度和带宽,是通信成败的关键因素.提出了基于自适应模糊神经网络控制算法,可以实现系统参数在线实时动态调整,通过计算机仿真,模糊神经网络控制算法具有良好的鲁棒性.最后,通过外场1.3 km信标光传输实验,快速偏转镜的跟踪精度达到了2.5 μra...     

压电倾斜镜精密跟踪控制技术研究现状与发展

研究了广泛用于空间激光通信、自适应光学、目标捕获跟踪等领域的压电倾斜镜光束跟踪控制技术。考虑到压电倾斜镜光束控制系统易出现跟踪精度不高、闭环带宽有限,甚至不稳定等问题,亟需对控制系统跟踪精度和动态响应性能等方面进一步研究和探索。首先介绍了国内、外压电倾斜镜的研制及其控制系统的构成,然后综合讨论了迟滞、谐振、其他干扰等限制压电倾斜镜跟踪性能提高的关键因素,并对各种方法进行了分析和比较。研究表明,目前多数研究结果只实现了部分性能的提高,缺乏对存在问题的系统性研究,尚难以在较宽的频带内实现压电倾斜镜(PFSM)高精度稳定控制。该文指出,采用系统化建模和现代智能控制算法是进一步提高压电倾斜镜控制系统综合性能的发展方向。     

激光星间通信终端精瞄微定位系统研究现状

激光星间通信是未来通信的最佳解决方案之一,激光束的捕获、瞄准和跟踪技术(APT)是激光星间通信的关键技术。精瞄微定位系统是APT系统的重要组成部分,与粗瞄系统配合执行激光束的捕获、瞄准和跟踪任务。该文介绍了精瞄微定位系统的关键技术,详细阐述了精瞄偏转镜机构、驱动检测技术及控制方法等关键技术的国内外研究现状,指明了系统的发展趋势,对进一步研究微定位系统具有指导意义。