【摘 要】
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近年来,随着军用领域中光电技术、微电子技术以及计算机技术的进步,各式各样的红外制导武器层出不穷,精度也在不断地提升。战机在飞行过程中尾焰与背景具有高辐射对比度的特点,使得战机隐身化变得越来越困难。为使战机在飞行过程中不被探测器探测到,因此需要开展红外多波段制导半实物仿真成像系统对战机飞行情况进行模拟。本文针对红外多波段制导半实物仿真成像系统,进行光阑快速遮光控制以及阵列光阑同步驱动理论研究,为红外
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近年来,随着军用领域中光电技术、微电子技术以及计算机技术的进步,各式各样的红外制导武器层出不穷,精度也在不断地提升。战机在飞行过程中尾焰与背景具有高辐射对比度的特点,使得战机隐身化变得越来越困难。为使战机在飞行过程中不被探测器探测到,因此需要开展红外多波段制导半实物仿真成像系统对战机飞行情况进行模拟。本文针对红外多波段制导半实物仿真成像系统,进行光阑快速遮光控制以及阵列光阑同步驱动理论研究,为红外多波段制导半实物仿真系统进行战机成像奠定相关基础。光阑快速遮光控制。本部分对光阑进行快速准确的控制,设计了两种光阑与电机的连接结构,分别为基于微型步进电机的连接结构和基于直流无刷力矩电机的连接结构,满足光阑外形尺寸小于20mm、可调节范围为1mm~4mm、整体连接结构尺寸长宽高均小于100mm的指标要求。选择基于直流无刷力矩电机连接结构的光阑作为本文的快速控制对象。通过编写程序构建网络协议栈,实现底层网络之间的通信。在主站中对电流、力矩、电压、编码器、运行模式、电机类型等参数进行字典映射,根据状态字的反馈编写状态机函数,操作控制字实现光阑快速遮光操作。进行了直流无刷力矩电机的三闭环调试,经过测试得到系统超调量和稳态误差较小,测得电压24v下电机最大转速为2000rpm,控制光阑开合的时间小于0.2s。为了得到仿真中战机的辐射图像,需将仿真中构建的战机网格的温度与光阑不同开合程度进行对应。本文将黑体辐射源加热到一定温度稳定后,控制光阑进行连续开合动作,通过辐射高温计得到不同开合情况下所对应的输出电压值,实现通过控制光阑开合程度进而控制辐射度大小的作用,最后通过热成像仪得到光阑全闭合、半闭合、全开情况下的热成像图。阵列光阑同步驱动技术研究。本文提出了一种阵列光阑同步控制方法,为后续大规模阵列光阑同步驱动提供技术支持,即通过主站配置EtherCat分布时钟使得各光阑同步接收到启动指令。并对直流无刷力矩电机进行了三闭环仿真,通过分析仿真结果得到光阑全闭合和半闭合时间差在30ms可接受范围内,并得到光阑运动到不同位置时所对应的不同转速信息。通过主站配置EtherCat分布时钟和光阑到达不同位置时所对应电机的转速、位置信息,即可实现大规模阵列光阑的同步控制,为红外多波段制导半实物仿真成像技术研究奠定相关的理论基础。
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