红外与激光工程
2022, 51(5): 20210557
1 光电控制技术重点实验室，河南 洛阳 471009
2 中国航空工业洛阳电光设备研究所，河南 洛阳 471009
3 西北工业大学，陕西 西安 710129
光子集成干涉成像系统体积小、重量轻、功耗小，且系统分辨率不受单个透镜口径尺寸的限制，是一种新兴的成像技术。针对光子集成干涉成像系统图像复原问题，开展了图像复原技术和微透镜阵列最优排布研究，提出了基于压缩感知的光子集成干涉成像图像恢复技术，以及基于图像残差的最优微透镜阵列排布设计评估方法；通过计算仿真，可实现在有限空间体积限制下微透镜阵列最优设计，在干涉臂数量为75条，每条干涉臂上有38个微透镜时系统成像质量最佳。仿真结果表明：基于压缩感知算法的图像重构方法使系统RMSE（root mean squared error）降低了近90%，PSNR（peak signal to noise ratio）显著提高，图像复原的质量大幅度提升，并且在采用该算法的基础上对一定口径内微透镜排布方式对成像质量的影响进行了定量分析。
光子集成 图像复原 压缩感知 频谱采样 photon integration image restoration compression sensing spectrum sampling
1 光电控制技术重点实验室,河南 洛阳 471000
2 中国航空工业集团公司洛阳电光设备研究所,河南 洛阳 471000
针对两轴两框架光电平台电机存在的非线性以及方位与俯仰轴系之间互相影响产生的耦合对控制精度的影响,提出一种基于逆系统的光电平台非线性解耦控制方法。根据两轴光电平台方位与俯仰框架的动力学模型,建立状态空间方程,然后设计逆系统,获取系统的状态变量,并将逆系统与原系统进行串联得到一个伪线性系统,使原来的单个耦合非线性多输入多输出系统转换为两个线性解耦单输入单输出子系统,以消除方位俯仰轴系之间存在的非线性强耦合。在Matlab中建立系统仿真平台,仿真结果表明,所设计的基于逆系统的光电平台非线性解耦方法可以有效减小方位与俯仰轴系之间的耦合,提升平台系统的稳定精度。
光电平台 逆系统 非线性解耦控制 解耦 photoelectric platform inverse system nonlinear decoupling control decoupling
1 中国航空工业集团公司洛阳电光设备研究所，河南 洛阳 471000
2 陆装驻洛阳地区航空军事代表室，河南 洛阳 471000
胶的弹性模量和泊松比对反射镜光机仿真结果有重要影响，但参数受多种因素影响难以准确获得。通过测试得到反射镜的试验模态，根据文献［1］中胶的参数进行有限元仿真得到仿真模态，经相关性分析发现仿真模态和试验模态相关性差;随后以胶的弹性模量和泊松比作为设计变量，经SQP优化迭代得到胶参数，模型修正后的仿真模态和试验模态相关性显著提高; 最后分析对比了模型修正前后反射镜在安装应力和低温环境两种工况条件下的面型和应力，计算结果显示，模型修正后安装应力的面型变化对光学成像造成影响，低温应力问题不容忽视。
反射镜 相关性分析 模型修正 光机仿真 参数辨识 reflective mirror correlation analysis model modification optical-mechanical simulation parameter identification
1 光电控制技术重点实验室, 河南 洛阳 471000
2 中国航空工业集团公司洛阳电光设备研究所, 河南 洛阳 471000
针对半捷联稳定平台中框架角速率的提取问题, 首次提出了一种基于非线性跟踪微分器的测速方案, 此方案可以避免常规差分测速带来的误差放大问题, 并且可以利用预报补偿方法解决非线性跟踪微分器带来的相位延迟问题。数值仿真和实验结果表明, 非线性跟踪微分器可以从框架角位置信号中准确地提取角速率信号, 实验证明了基于非线性跟踪微分器的半捷联稳定方法与直接稳定方法对低频角扰动的隔离能力相当, 并证明了非线性跟踪微分器在半捷联稳定平台中应用的可行性和有效性。
非线性跟踪微分器 半捷联稳定平台 角速率估计 nonlinear tracking differentiator semi-strapdown stabilized platform angular rate estimation
1 光电控制技术重点实验室，河南 洛阳471000
2 中国航空工业集团公司洛阳电光设备研究所，河南 洛阳471000
提出了一种采用BP神经网络对自抗扰控制器中的非线性扩张状态观测器进行参数整定的方法, 简化了非线性扩张状态观测器繁琐的参数整定过程, 并对这种结合了BP神经网络的自抗扰控制系统进行了仿真分析。仿真结果表明, 加入BP神经网络的自抗扰控制系统可以显著地提高机载光电稳定平台的扰动隔离度, 控制效果明显比传统自抗扰控制方法好, 对提高机载光电稳定平台的视轴稳定精度具有重要意义。
光电稳定平台 自抗扰控制 扩张状态观测器 BP神经网络 扰动补偿 optoelectronic stabilized platform active disturbance-rejection control extend state observer back-propagation neural network disturbance compensation
1 光电控制技术重点实验室，河南 洛阳 471000
2 中国航空工业集团公司洛阳电光设备研究所，河南 洛阳 471000
为了提高机载光电稳定平台的稳定精度，在分析研究机载光电稳定平台工作原理的基础上，对稳定控制回路进行了分析建模，简要分析了影响稳定平台精度的因素和经典控制算法存在的不足，提出了基于自抗扰控制技术的改进算法。首先，将电机模型进行处理，简化为二阶积分串联型环节；然后，设计扩张观测器对扰动进行实时估计，设计带扰动补偿的反馈控制律；最后，仿真测试了自抗扰控制器对扰动的抑制能力，并与现有的经典控制方法进行对比。仿真结果表明，自抗扰控制能够有效地抑制各种扰动的影响，与经典控制算法相比，抗干扰能力有明显增强，速度稳定精度和视轴稳定精度也有较明显的提高。
光电稳定平台 自抗扰控制 扩张状态观测器 扰动补偿 electro-optical stabilized platform active disturbance rejection control extended state observer disturbance compensation
1 中国航空工业集团公司洛阳电光设备研究所，河南 洛阳 471023
2 海军驻洛阳地区航空军事代表室，河南 洛阳 471009
激光光斑成像质量是激光制导**的重要指标之一，为了考核该指标的符合性，分析了通用激光光斑测试技术的优缺点，针对影响外场激光光斑测试精度的几个因素，提出解决外场测试过程中的有效途径。针对应用中的测试需求，采用非接触式的间接测量方法，设计了基于双CCD探测的外场高精度激光光斑测试系统，该系统具备记录保存光斑并进行图像处理、实时监控、解算激光编码及误差值、镜前空间能量密度变化和激光脉冲漏散率等功能，具有测试动态范围大、分辨率较高、抗外界干扰性强、使用方便等特点，能够实现外场高精度的激光光斑测试与分析评估。通过外场的测试应用与分析，该测试系统解决了外场激光光斑测试中的问题，在外场靶试过程中发挥出了重要的作用。
激光光斑采集 双CCD探测 激光镜前能量密度 图像处理 laser facula sample dual CCD detection laser energy density foward lens image processing
1 中国航空工业集团公司洛阳电光设备研究所，河南 洛阳 471000
2 陆航驻北京地区军代室,北京 100176
目标激光散射特性测量对于激光测量系统性能评价至关重要，针对复杂形状全尺度大型目标雷达散射截面的评估需求，开展外场测量试验，并利用测量经验和仿真计算对测量数据进行分析。结合仿真建模和缩比测量等目标散射特性评估方式的特点，提出了提高复杂大目标雷达散射截面外场试验测量精度的改进思路，为研究复杂大目标激光散射特性及建立雷达散射截面的有效评估途径提供借鉴。
激光雷达 散射截面 复杂大目标 目标特性 激光测量系统 laser radar scattering cross section complex large object characteristic of target laser measuring system
1 中国航空工业集团公司洛阳电光设备研究所, 河南 洛阳 471000
2 光电控制技术重点实验室, 河南 洛阳 471000
3 空装重点型号部, 北京 100843
超分辨率图像复原技术在不改变硬件的条件下可提高成像系统获取图像的分辨率.研究了图像退化机理,建立了精确的图像退化过程模型,提出一种改进的混合MAP-POCS复原算法,将POCS的凸集约束条件加入到MAP估计过程中.运用峰值信噪比(PSNR)等评价手段对复原图像进行质量评价.仿真结果表明,改进的混合复原算法能够有效地保证复原求解的收敛性并保持复原图像的边缘细节,提升了超分辨率的复原效果.
图像复原 图像处理 超分辨率复原 退化模型 凸集投影 image restoration image processing super-resolution restoration degradation model projection onto convex sets
