制导光纤精密卷绕测控系统的研究

【摘要】：光纤是一种十分理想的信息传输介质，它在国民经济的各个领 域得到了越来越广泛的应用。特别是在军事上，近年来我国以及其 他一些国家正在进行基于光纤制导技术的导弹研制或改进工作。利 用其良好的信息传输能力，光纤成为这种导弹的最佳信号传输载体。 应用前，光纤首先要经过卷绕工序缠绕于绕纤轮上并安装于弹体尾 部。导弹飞行过程中，光纤在一定拉力作用下从绕纤轮上自然解开， 使飞行中的各种参数和地面控制信号通过光纤得以传送。然而，在 绕纤系统高速运转的状态下如何使绕纤合格一直是困扰科研人员的 难题。目前我国在光纤卷绕生产中，采用以人工操作为主的较落后 的方法，它存在生产效率低下、操作人员劳动强度大、差错机率高 等诸多缺陷，而且在光纤卷绕过程中，很难精确地做到对光纤参数 的实时检测，给正确调整带来困难。为了改善这种状况，研制出一 种高效、稳定、精确、自动化的光纤卷绕测控系统就成为一项具有 现实意义的紧迫任务。 本文通过理论分析，确定了以实时测控光纤参数──光纤偏角 及张力──来解决光纤卷绕问题的方案，对难以直接测量的光纤参 数提出了相应的解决方法和实施手段。给出了在计算机的统一协调 下，应用传感器和控制机构对光纤卷绕进行检测与控制的自动化实 现构想。研制了一套包括光学、精密机械、电子、计算机以及控制 等多种技术组成的光纤卷绕系统。该系统测试精度和自动化程度高， 具有良好的光纤参数实时测控功能，较好地解决了现行卷绕方法中 的不足之处。经过大量实验证明，这种系统为光纤卷绕生产提供了 一种切实可行的实施方案。