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《光電探測(cè)系統(tǒng)指向誤差分析_建模與修正_張智永》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在教育資源-天天文庫(kù)。
1、航空學(xué)報(bào)Ｎｏｖ．２５２０１１Ｖｏｌ．３２Ｎｏ．１１２０４２－２０５４ＡｃｔａＡｅｒｏｎａｕｔｉｃａｅｔＡｓｔｒｏｎａｕｔｉｃａＳｉｎｉｃａＩＳＳＮ１０００－６８９３ＣＮ１１－１９２９／Ｖｈｔｔｐ：／／ｈｋｘｂ．ｂｕａａ．ｅｄｕ．ｃｎｈｋｘｂ＠ｂｕａａ．ｅｄｕ．ｃｎ文章編號(hào)：１０００－６８９３（２０１１）１１－２０４２－１３光電探測(cè)系統(tǒng)指向誤差分析、建模與修正張智永＊，周曉堯，范大鵬國(guó)防科學(xué)技術(shù)大學(xué)機(jī)電工程與自動(dòng)化學(xué)院，湖南長(zhǎng)沙４１００７３摘要：針對(duì)光電探測(cè)系統(tǒng)（ＥＯＤＳ）的高精度指向要求，提出一
2、種基于半?yún)?shù)回歸模型（ＳＰＲＭ）的改進(jìn)算法。全面分析了誤差來(lái)源，如光學(xué)系統(tǒng)的光軸一致性誤差、機(jī)械框架的垂直度和回轉(zhuǎn)誤差、控制系統(tǒng)的穩(wěn)定跟蹤誤差等，采用多體系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)學(xué)理論，建立了具有明確物理意義的指向誤差線性模型。同時(shí)，針對(duì)系統(tǒng)中的非線性誤差因素，提出了半?yún)?shù)回歸模型改進(jìn)算法。數(shù)值仿真表明：改進(jìn)算法能夠很好地抑制測(cè)量數(shù)據(jù)中非線性誤差的干擾，參數(shù)辨識(shí)精度優(yōu)于０．６″；轉(zhuǎn)臺(tái)實(shí)驗(yàn)表明：修正后，系統(tǒng)的指向精度從２３．４１″提高到２．００″。關(guān)鍵詞：光電探測(cè)系統(tǒng)；指向誤差；誤差分析；多體系統(tǒng)建模；線性模型；
3、半?yún)?shù)回歸模型中圖分類號(hào)：Ｖ２４９；ＴＨ７４文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：Ａ光電探測(cè)系統(tǒng)（Ｅｌｅｃｔｒｏ－ＯｐｔｉｃａｌＤｅｔｅｃｔｉｏｎＴｅｌｅｓｃｏｐｅ，ＡＡＴ）采用誤差修正，將光電望遠(yuǎn)鏡指［３］Ｓｙｓｔｅｍ，ＥＯＤＳ）具有多光譜綜合探測(cè)、隔離載體向精度從１５０″提高到０．１″，充分顯示了其實(shí)用擾動(dòng)、精確保持光學(xué)傳感器視軸指向的能力，在航價(jià)值。［４－７］空攝影、戰(zhàn)場(chǎng)偵察、成像制導(dǎo)等諸多領(lǐng)域獲得了廣指向精度受到多種誤差因素干擾，如：光［１－２］泛應(yīng)用。指向精度是評(píng)價(jià)其性能的關(guān)鍵技術(shù)學(xué)傳感器使用和裝配所引起的光軸
4、晃動(dòng)和一致性指標(biāo)，它不僅直接影響圖像觀測(cè)質(zhì)量和目標(biāo)捕獲、誤差；機(jī)械零部件加工、制造、裝配過(guò)程造成的各跟蹤、瞄準(zhǔn)，而且影響到系統(tǒng)目標(biāo)定位精度，進(jìn)而軸系垂直度和回轉(zhuǎn)誤差、零位誤差；機(jī)械框架在靜造成后續(xù)火力打擊的誤差。止及運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，由于受力、受熱等原因造成的形目前，提高指向精度有兩種基本途徑：硬件調(diào)變誤差；由于負(fù)載偏心、摩擦力非線性特征、電機(jī)校和軟件修正。前者在設(shè)計(jì)、制造和裝配過(guò)程中，電氣波動(dòng)、陀螺漂移、圖像跟蹤器時(shí)滯等因素引起通過(guò)硬件的方式盡量減小誤差，造成設(shè)備的研制的控制系統(tǒng)穩(wěn)定跟蹤誤差；載體環(huán)
5、境，如溫度、重周期和設(shè)計(jì)成本大幅上升；后者在對(duì)誤差分析、建力、應(yīng)力、振動(dòng)等，引起的誤差。如此眾多、復(fù)雜的模和辨識(shí)的基礎(chǔ)上，通過(guò)軟件的方式實(shí)現(xiàn)誤差的誤差因素給設(shè)計(jì)有效的修正方法帶來(lái)了困難，主修正。軟件修正具有使用方便靈活、降低設(shè)計(jì)成要體現(xiàn)在：一方面是誤差分析的全面性，如傳統(tǒng)的本、縮短研制周期、能顯著提高系統(tǒng)精度等特點(diǎn)，誤差修正方法比較依賴經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ?，?duì)研制過(guò)程中是改善系統(tǒng)性能的重要手段。良好的誤差修正方具體的誤差因素考慮得并不周全；另一方面是非法往往能突破設(shè)計(jì)極限，使得系統(tǒng)精度有數(shù)量級(jí)線性誤差因素修
6、正，如修正時(shí)，容易忽略模型線性的提高。如英澳天文望遠(yuǎn)鏡（Ａｎｇｌｏ－Ａｕｓｔｒａｌｉａｎ化的截?cái)嗾`差、測(cè)量數(shù)據(jù)的異常值、環(huán)境引起的隨收稿日期：２０１１－０３－１８；退修日期：２０１１－０３－２５；錄用日期：２０１１－０４－１８；網(wǎng)絡(luò)出版時(shí)間：２０１１－０４－２６１１∶１３∶３０網(wǎng)絡(luò)出版地址：ｗｗｗ．ｃｎｋｉ．ｎｅｔ／ｋｃｍｓ／ｄｅｔａｉｌ／１１．１９２９．Ｖ．２０１１０４２６．１１１３．００５．ｈｔｍｌＤＯＩ：ＣＮＫＩ：１１－１９２９／Ｖ．２０１１０４２６．１１１３．００５基金項(xiàng)目：國(guó)家自然科學(xué)
7、基金（５０８０５１４４）；湖南省自然科學(xué)基金（０９ＪＪ４０２９）＊通訊作者．Ｔｅｌ．：０７３１－８４５７４９３４Ｅ－ｍａｉｌ：ｚｚｙｎｉｈａｏ＠１２６．ｃｏｍ引用格式：張智永，周曉堯，范大鵬．光電探測(cè)系統(tǒng)指向誤差分析、建模與修正［Ｊ］．航空學(xué)報(bào)，２０１１，３２（１１）：２０４２２０５４．Ｚｈａｎ－ｇＺｈｉｙｏｎｇ，ＺｈｏｕＸｉａｏｙａｏ，ＦａｎＤａｐｅｎｇ．Ａｎａｌｙｓｉｓ，ｍｏｄｅｌｉｎｇａｎｄｃｏｒｒｅｃｔｉｏｎｏｆｐｏｉｎｔｉｎｇｅｒｒｏｒｓｆｏｒｅｌｅｃｔｒｏｏ－ｐｔｉｃａｌｄｅｔｅｃｔ
8、ｉｏｎｓｙｓｔｅｍｓ［Ｊ］．ＡｃｔａＡｅｒｏｎａｕｔｉｃａｅｔＡｓｔｒｏｎａｕｔｉｃａＳｉｎｉｃａ，２０１１，３２（１１）：２０４２２０５４．－張智永等：光電探測(cè)系統(tǒng)指向誤差分析、建模與修正２０４３［９］機(jī)誤差等。要包括穩(wěn)定內(nèi)回路和跟蹤外回路。前者依靠慣基于此，對(duì)影響光電探測(cè)系統(tǒng)指向精度的誤性器件，實(shí)時(shí)敏感載體相對(duì)慣性空間的偏離，并通差源進(jìn)行了全面分析，建立了具有明確物理意義過(guò)穩(wěn)定控制器進(jìn)行實(shí)時(shí)糾正，保證光學(xué)傳感器視的線性模型（ＬｉｎｅａｒＭｏｄｅｌ，ＬＭ），并提出了基于軸和各種干擾源相隔離。后
