30000字硕士毕业论文一种新型多功能动态检测设备的描述与探讨
论文类型：硕士毕业论文
论文字数：30000字
论点：测量,光电,检测
论文概述：
现实意义及课题来源现代战争的特点是高技术、多方位、立体、全天候作战，它决定了陆、海、空的协调统一是制胜的关键，尤其是空中侦查、作战的优势显得越来越重要。在靶场实验中对于炮
论文正文：
第一章绪论 1.1现实意义及课题来源现代战争的特点是高技术、多方位、立体、全天候作战，它决定了陆、海、空的协调统一是制胜的关键，尤其是空中侦查、作战的优势显得越来越重要。在靶场实验中对于炮弹的弹道测量，实时地弹道参数测量是实现检测导弹准确打击目标的手段，在飞机试飞实验中对于飞机的航线跟踪测量和对飞行实况的记录，可以为飞机设计提供实验数据，为安全飞行提供保障，这些都依赖于光电跟踪测量设备的发展。 光电经纬仪是采用光电技术，具有实时测量和自动跟踪功能的电影经纬仪。它主要运用于导弹、运载火箭的动力段和弹头的再入段精密弹道测量，无线电外侧系统的精度鉴定以及发射段时间的实况记录，它是导弹、航天测量控制系统中的重要测量设备，是光电测量系统中的骨干设备。不论什么样的一种产品，当其在生产出来之后，它都需要经过可靠的检验环节，只有通过检测部门的检测，才能算合格的产品。比如，食品需要经过食品安全检验;汽车需要经过功能实现与否、安全性等的检验;电路板需要检验其线路是否可靠;仪器需要检验预先设计的功能是否都能实现等等。同样，我所生产出来的各种光电设备也必须经过一系列的参数检验，看是否能达到要求，只有能达到预期要求的仪器才是合格的仪器，也才能出所提供给用户。 随着国防事业的蓬勃发展和光电跟踪测量设备在国防建设各项活动中的广泛应用，所以，对我所所研制出来的光电跟踪测量设备的可靠性及功能的实现能力的检测就非常的重要，它不但能对产品的质量起到检测作用，也可以在设备装配的过程中起到装配调试作用。光电经纬仪等一些精密测量设备在研制出来之后需要首先进行室内的检测，用平行光管模拟无穷远处的目标，而检测架是为了将这些不同角度(方位、俯仰)的平行光管固定支撑起来而设计的支撑结构。以往的固定检测架可以对仪器的静态测角误差等进行检测;动靶标是一种在室内检测光电跟踪测量设备跟踪性能的装置，利用该装置可以模拟一个空间运动目标，供光电跟踪测量设备如光电经纬一种新型多功能动态检测设备的设计与研究仪、红外跟踪测量系统、电视跟踪测量仪等进行跟踪和性能检测。 由于某型号星载经纬仪的生产需要对其动态测角定向误差进行测量，而且其目标的运动轨迹范围比较大和需要对其成像镜头的成像清晰度进行检测;其对环境的要求又比较苛刻，所以只能进行室内的检测，无法进行室外实地的试验测量，所以需要研制一种新型的光电经纬仪多功能检测设备，而且其测角精度要求比较高。这种检测架研制出来之后，不但能将此经纬仪的各种检测所需的数据测出来，也可以提高我所以后在光电测量跟踪设备检测方面的能力，为更高精度的光电跟踪测量设备的研制提供强大的后勤保障。 1.2国内外检测设备的现状光电经纬仪是光电跟踪测量仪器的典型代表，光电经纬仪是一种采用电视测量技术，具有自动跟踪和实时测量功能的光电测量设备，主要用于飞机、轮船、星体等特种试验场空间目标运动轨迹及运动参数的测量。光电经纬仪的测量原理为动态跟踪测量，即先对于空中运动的目标进行捕获，捕获到运动目标之后，锁定目标，然后测量镜头对空中目标的位置进行测量，成像镜头对目标进行成像。钡」量时，当空间运动目标进入光电经纬仪的光学测量系统视场后，被其伺服系统捕获并锁定，然后光电经纬仪一直跟踪空间运动目标并保证其始终位于光学测量系统视场内;同时，光电经纬仪的记录系统记录下空间运动目标相对于视轴的偏差—脱靶量;此外，光电经纬仪的测量系统给出视轴的方位角和俯仰角，和脱靶量合成即为空间运动目标的实际角度位置，并通过仪器上的成像镜头对于空间运动目标的空中姿态进行成像，记录目标的图像信息。光电经纬仪完成对空间运动目标进行捕获，跟踪和测量任务的前提是其跟踪的稳定性和测量的准确性。 因此，影响光电经纬仪性能的关键技术指标是其跟踪性能和测角精度。故对于光电跟踪测量设备的检测成为设计光电跟踪测量设备必不可少的一部分。光电跟踪测量设备一般在研制出来之后，需要进行室内和室外两项检测。目前国内外对于光电仪器的检测设备大都分为静态和动态两项，检测设备也相应的为静态检测架和动态检测架。由于随着国防事业的蓬勃发展，光电跟踪测量系统广泛应用于国防建设的各项活动中，在卫星发射、各种导弹发射中起着重要的跟踪测量作用，现也被安放在卫星中。因此对于光电跟踪测量系统等跟踪性能、测角精度、和成像清晰度的检测就成为必不可少的一项内容，而且检测设备的检测能力对于光电测量设备的发展起着很重要的作用。如果检测设备的检测能力一直无法得到提升，那么它将成为光电测量系统的一个“瓶颈”;相反，检测设备的检测能力的不断提高也能促进光电测量设备的快速发展。参考文献[1l张立颖，王文革，薛艳，马彦宾.T型检测架的设计与研究.长春理工大学学报.2005.6; 34-35张波，贺庚贤，沈湘衡.可编程动态旋转靶标标定方法.光学精密工程.2003.4; 73-77何照才，胡保安.光电测量[M].北京:国防工业出版社，2002[4』贺庚贤，沈湘衡，周兴义.光电经纬仪动态测角精度仿真测量.系统仿真学 报.2008.6; 3127-3129光学仪器设计手册[M」国防工业出版社，1972罗海银，刘利生，李安，张启平.导弹航天测控通讯技术词典，2001关志军.新型动态靶标的研究.长春光学精密机械与物理研究所硕士论文王涛，唐杰.经纬仪静态测角精度分析.光机电信息.2007.6; 44-48张波.可编程动态靶标的研究.长春光学精密机械与物理研究所硕士论文. 2003.6李博，王伟娜，唐杰.新型光学动态靶标模拟空间目标研究.工程设计学报.2008.6; 201-205于虹.电影经纬仪电视跟踪系统动态模拟靶标设计.长春光学精密机械与物理研究所硕士论文.1990.2熊仁生，刘满林，曹众.成像分系统试验检测设备总体技术设计方案.内部 资料.2008.6李岩，李清安，杨赛，张波，沈湘衡，乔彦峰，苏宛新.应用高精度全站仪动态标定光学靶标的新方法.光电工程.2006.9; 71-74[ 14]贺和好，周兴义，关澈.轴系晃动与动态靶标精度检测.光学仪器.2007.10; I-7[15]罗海银，刘利生，李安等.导弹航天测控通信技术词典【M].北京:国防工业 出版社，2001[ I 6]李眠，马军，周兴义.机载光电稳定平台检测技术的研究.光学精密工摘要 3-4 Abstract 4-5 目录 6-9 第一章 绪论 9-14 1.1 现实意义及课题来源 9-10 1.2 国内外检测设备的现状 10-12 1.3 本设计任务 12 1.4 本设计的难点 12-13 1.5 检测设备整体的设计思想 13-14 第二章 检测设备介绍 14-25 2.1 室内检测设备 14-21 2.1.1 固定检测架 14-16 2.1.1.1 拱形检测架介绍 14-15 2.1.1.2 T型检测架介绍 15-16 2.1.2 动靶标检测架 16-21 2.1.2.1 一维运动靶标 16-17 2.1.2.2 激光模拟空间目标 17-18 2.1.2.3 光学动态旋转靶标 18-19 2.1.2.4 可编程动态靶标 19-21 2.2 室内检测设备总结 21-22 2.3 室外检测 22-23 2.4 仪器性能检测 23-25 2.4.1 静态误差检测 23 2.4.2 动态测角误差检测 23-24 2.4.3 跟踪精度检测 24-25 第三章 新型多功能检测设备介绍 25-35 3.1 引言 25 3.2 新型动态检测设备的检测原理 25-26 3.3 检测光电跟踪测量设备的数学模型 26-28 3.4 设备的主要功能 28-33 3.4.1 视向运动的概念 28-30 3.4.2 检测设备具有的主要功能 30 3.4.3 设备主要功能的实现 30-33 3.5 主要技术指标 33-35 第四章 新型动态检测设备的总体设计 35-65 4.1 设计思想 35 4.2 结构组成 35-52 4.2.1 平行光管组件 36-42 4.2.1.1 目标平行光管的主要技术指标 36-37 4.2.1.2 光学系统结构选择 37 4.2.1.3 选择用天文望远镜进行改造 37-38 4.2.1.4 目标平行光管设计 38-39 4.2.1.5 平行光管支架设计 39-42 4.2.2 旋转臂结构设计 42-43 4.2.3 数控转台部分结构设计 43-47 4.2.3.1 轴承 44-45 4.2.3.2 力矩机-测速机组 45-46 4.2.3.3 轴角编码器 46 4.2.3.4 导电环 46 4.2.3.5 旋转臂力矩计算 46-47 4.2.4 大横梁组件部分结构设计 47-50 4.2.5 检测架转动轴部分结构设计 50-51 4.2.6 可倾支架部分结构设计 51-52 4.3 清晰度检测精度分析 52-56 4.3.1 三种像质检测方法介绍 52-53 4.3.1.1 鉴别率板法 52 4.3.1.2 星点法 52-53 4.3.1.3 刀口法 53 4.3.2 成像清晰度 53 4.3.3 鉴别率板的选择 53-56 4.4 动态测角精度分析 56-64 4.4.1 编码器误差 56-57 4.4.2 轴系晃动误差计算 57-58 4.4.3 同步采样角度误差计算 58 4.4.4 桁架和旋转机械臂的稳定性计算 58-64 4.4.4.1 大横梁变形 59 4.4.4.2 可倾支架变形 59-60 4.4.4.3 立柱架变形 60-61 4.4.4.4 旋转臂变形 61-62 4.4.4.5 数控转台刚度计算 62-64 4.5 控制系统设计 64-65 第五章 新型动态检测设备性能的标定 65-68 5.1 自动标定法 65 5.2 线阵CCD标定法 65-66 5.3 视频判读法 66 5.4 自准直法 66-67 5.5 面阵CCD实时判读法 67-68 第六章 总结 68-69 参考文献 69-72 致谢 72-73 发表文章目录 73-74