光電穩(wěn)瞄二級(jí)穩(wěn)定系統(tǒng)性能分析及測(cè)試

胥青青,紀(jì) 明,雷霏霖,徐飛飛,譚名棟,李紅光

(西安應(yīng)用光學(xué)研究所，陜西 西安 710065)

引言

機(jī)載光電穩(wěn)瞄經(jīng)過(guò)了不斷發(fā)展已經(jīng)逐漸由采用整體穩(wěn)定技術(shù)的兩軸四框架方式向采用二級(jí)穩(wěn)定技術(shù)的多軸多框架方式發(fā)展[1]。這種采用二級(jí)穩(wěn)定技術(shù)的光電穩(wěn)瞄在現(xiàn)有陀螺穩(wěn)定平臺(tái)基礎(chǔ)上，在光學(xué)傳感器光路中增加高帶寬高精度的快速反射鏡[2-4]，實(shí)現(xiàn)陀螺穩(wěn)定平臺(tái)對(duì)外界擾動(dòng)進(jìn)行初步隔離，采用粗精組合二級(jí)穩(wěn)定技術(shù)對(duì)陀螺的殘余誤差信號(hào)進(jìn)行信號(hào)融合處理，用于控制快速反射鏡，實(shí)現(xiàn)瞄準(zhǔn)線殘余擾動(dòng)的補(bǔ)償，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)高精度的穩(wěn)定。

帶寬和隔離度是評(píng)價(jià)系統(tǒng)穩(wěn)定能力的重要指標(biāo)，本文通過(guò)建模和仿真的方法，對(duì)兩軸兩框架二級(jí)穩(wěn)定系統(tǒng)進(jìn)行深入分析，重點(diǎn)討論系統(tǒng)的帶寬和隔離度的對(duì)比。為了驗(yàn)證系統(tǒng)的最終性能，采用PSD探測(cè)器的穩(wěn)定精度測(cè)試裝置，驗(yàn)證二級(jí)穩(wěn)定系統(tǒng)的先進(jìn)性。

1 二級(jí)穩(wěn)定系統(tǒng)模型

二級(jí)穩(wěn)定系統(tǒng)組成示意圖如圖1所示，系統(tǒng)可劃分為粗級(jí)穩(wěn)定平臺(tái)和精級(jí)快速反射鏡平臺(tái)。粗級(jí)穩(wěn)定平臺(tái)是傳統(tǒng)的兩軸四框架結(jié)構(gòu)形式，精級(jí)快速反射鏡組件置于粗級(jí)穩(wěn)定平臺(tái)的光具座上并安放在需要精確穩(wěn)定的光學(xué)通道中，瞄準(zhǔn)線(LOS)經(jīng)過(guò)反射鏡后進(jìn)入光電傳感器。粗穩(wěn)平臺(tái)有方位和俯仰2個(gè)軸，每個(gè)軸有2個(gè)框架，裝有驅(qū)動(dòng)電機(jī)和角度傳感器，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)擾動(dòng)的初步隔離。精穩(wěn)反射鏡(FSM)形成方位和俯仰2個(gè)自由度。位于光路中……