车载光电跟踪系统的设计与研究

【摘要】： 光电跟踪技术是当代电视与红外技术的重要军事应用之一,随着光电监视、跟踪、侦察系统在军事上的广泛应用,系统的要求不断提高。通过陀螺稳定平台隔离载体的振动,获得相对惯性空间稳定的平台,以电视跟踪器输出控制指令的驱动下,实现光电载荷对目标的搜索、捕获、跟踪和定位。因此车载光电跟踪系统实现两大功能:一是稳定空间,二是跟踪目标。 本文概述了国内外光电跟踪系统的结构和视轴稳定方法以及光电产品的发展概况,给出了常用的稳定与跟踪控制方法。进而从理论上分析了两轴光电伺服系统工作原理,对稳定和跟踪控制系统的主要环节进行了建模与仿真,从而为伺服系统的设计提供了理论依据。本文从电视跟踪系统的特点出发,主要做了以下研究工作: 首先介绍了光电跟踪器系统的总体技术,包括稳定平台结构设计,伺服系统设计和硬件设计。 其次介绍了视频跟踪技术、陀螺稳定系统和电视跟踪系统的原理及特点。研究了被动减振和控制系统稳像的特点。对稳定和跟踪控制系统的主要环节进行了建模,并建立了伺服控制系统的数学模型并利用Matlab进行了仿真并进行了仿真分析,仿真结果满足指标要求。 最后针对系统中红外和电视脱靶量具有较大延迟的问题,得出延迟越大,系统可实现的开环截止频率越小,跟踪精度越低的结论。为提高跟踪精度,克服延迟的影响。