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高分辨力空间摄影相机像移补偿控制技术研究

李兴华  
【摘要】: 本文详细讨论了高分辨力空间摄影相机像移补偿控制技术的重要意义和 实现方法,并给出了一种直接评价像移补偿系统补偿效果的方法。 文章首先系统地概述了空间摄影相机的分类方法、发展历史和设计特点; 介绍了高分辨力空间摄影相机的主要特点和主要技术难点,指出像移补偿技术 是高分辨力空间摄影相机研制中的关键技术;进而介绍了对像移补偿系统的基 本要求、一种机械式像移补偿系统的结构及补偿机构变负载力矩、变惯量的特 点并简要概述了控制理论的发展现状和变负载机构的控制方法。 论文给出了与像移速度计算有关的各参数的分布特性,并采用蒙特—卡 洛法对像移速度计算误差进行了仿真分析。仿真结果表明像移速度的计算误差 基本附合正态分布,并基于这一结论设计了简单的卡尔曼滤波及野值剔除方 法。仿真结果表明,所采用的方法是有效的。 针对像移补偿机构的结构特点,论文详细分析了负载力矩及转动惯量的 主要影响因素和变化规律并采用仿真计算方法给出工程实际中负载力矩及转动 惯量随像移补偿机构放置倾角不同而变化的情况。根据分析的结果提出了采用 锁频控制与采用神经网络负载力矩复合补偿控制相结合的控制方法 论文给出了有关神经网络逼近能力和推广能力的基本理论并根据补偿机 构不同放置状态下的负载力矩对给出的神经网络进行了训练,训练结果和补偿 控制实验表明所建的神经网络能够满足工程实际要求。 针对像移补偿系统总体补偿效果评价的难题,文章分别给出了电控系统 和机电系统像移补偿效果的评价方法并对实际的补偿效果进行了评价。进一步 证明了所采用的控制方案是简单、实用的。


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