潜用光电设备是水下航行器重要的观察测量仪器, 潜望状态使用时受到波流场的流体动力作用。在波流场的作用下, 潜用光电设备将发生周期性弯曲和振动。严重时, 会影响设备的使用, 甚至会导致设备的损坏。对潜用光电设备在波流场中所受流体力进行了分析, 得到了其时域谱。再通过瞬态动力学有限元分析法, 对波流场作用下潜用光电设备的最大变形和应力响应进行了解算, 得到了最大变形和应力时域谱。仿真结果表明, 对于高频率的涡漩侧向力, 在瞬态加载条件下其力学响应比极大值静态加载要大得多。波流场作用下的力学响应分析对设备结构强度、使用评估等具有指导意义。

作为系统的供电核心, 电源系统需要面对各种各样的噪声干扰, 光电设备有其自身工作特点, 文中结合光电设备的用电特性和多种抗干扰措施的实际应用效果, 说明了光电设备电源系统瞬态干扰抑制需要关注的若干重点。

21世纪是光电技术发展的新时代。随着新一代信息技术的发展, 以及人工智能、无人平台的广泛应用, 光电技术在**上的作用日益突出。与陆军、空军以及其他军兵种的光电系统相比, 海军舰船光电系统有其突出的特点。结合近六十年来舰船光电系统的发展, 介绍了舰船光电系统的概念与分类, 简述了舰船光电系统的主要传感器、系统研制开发中的关键技术以及几种前沿的舰船光电系统, 指出了目前和今后一个时期舰船光电系统的演进方向。

介绍了一种光电跟瞄转台控制系统的设计与实现。在传统的PID控制算法基础上, 根据滞后环节对高频信号的衰减作用, 对位置环进行优化设计。采取误差分段变参数控制算法, 在小误差范围内采用“PI+双滞后环节”串联校正。仿真结果表明, 设计的分段变参数控制算法提高了系统的带宽及其稳定性和跟踪精度。最后将此设计应用于某光电跟瞄转台, 实现跟踪精度在20″(RMS)以内。

针对不同口径的光电探测设备组合设计两种扫描方式,建立多光电设备组合探测能力的评估模型。从望远镜的扫描方式、排列方式和口径等方面对模型进行仿真分析,并对仿真结果进行能力评估。仿真结果表明:针对选择已编目的空间碎片数据集,在仿真时间段,单仰角区域扫描的探测结果优于多仰角区域扫描;相同视场下,4台28 cm口径的望远镜组合的探测碎片数比15 cm口径的望远镜组合仅提高2.4%(单仰角区域扫描)和3.6%(多仰角区域扫描)。若观测需求为维持现有空间碎片的编目,建议选择性价比更高的15 cm口径的望远镜组合,若观测需求为能够探测更小尺寸的空间碎片,建议选择28 cm口径的望远镜组合。

通过分析现代海战对光电设备协同探测的迫切需求, 强调舰艇编队作战中体系探测效能提升的重要性。综述国内外研究现状, 指出了我国目前存在的问题与差距。以典型光电系统为例, 重点分析了光电协同探测中必须解决的协同跟踪、协同识别、协同被动测距等关键技术问题, 有针对性地提出了相应的技术解决途径: 基于深度学习的“分层有序”光电目标识别技术、基于模式相似性测度分析与灰色预测的跟踪技术, 以及基于多帧滤波的变模型红外被动综合测距技术。

针对光电设备传统安装标校方法操作复杂、工作难度大的缺点, 提出了一种光电设备数字标校方法, 并结合平台稳定型光电设备开展了数字标校过程的姿态耦合分析, 重点分析了设备安装水平倾角耦合关系、空间稳定姿态解算和设备方位零位解算过程, 并通过仿真计算和试验验证了该方法的可行性。试验验证结果表明：具有稳定平台的光电设备采用该数字标校方法进行安装标校和稳定控制时, 在动态条件下其目标数据精度可满足2 mrad的技术指标要求。该研究对光电设备标校及误差源分析具有工程指导意义。

以光电设备减振系统为研究对象，从光电设备轻型化、小型化设计角度出发，针对现有内置橡胶减振系统的诸多不足，采用金属减振器，设计出一款适用于机载光电设备的外置型金属减振系统。通过对该减振系统的振动和冲击试验，测得固有频率、最大传递率及冲击最大位移值。通过对比光电设备在两种减振系统下的稳定精度,得出以下结论：外置金属减振系统和内置橡胶减振系统均能使光电设备的稳定精度满足不大于25 μrad的使用要求，但外置金属减振系统能提高光电设备内部有效空间，同时，外置金属减振系统作为整体可更换单元，降低了减振系统的维修难度，提高了光电设备整体维修性，为其他光电传感器的集成和实现机载光电设备轻型化、小型化提供了可能。

机载环境下, 振动直接影响光电设备的可靠性和稳定性。合理的减振设计可有效隔离载机传递给光电设备的振动, 保证设备的稳定与跟踪精度。针对某机载光电设备设计之初暴露的减振设计失效问题, 深入分析问题原因, 确定是由减振系统的偏心加剧了系统的扭摆振动所致。综合考虑减振系统重心调整、减振器位置调整、减振器刚度匹配和结构优化等不同方法的可实施性及易操作性, 对光电设备的减振设计进行了改进。仿真结果及试验测试表明, 改进方案可有效隔离载机的振动, 取得了良好的减振效果。

舰载光电设备在捕获跟踪阶段, 由于艏摇、纵摇、横摇的扰动, 红外跟踪精度会受很大的影响。为了提高舰载光电设备跟踪精度, 提出了一种速度回路前馈控制策略, 控制方法分三步: 首先将大地坐标系转化为甲板坐标系;其次当目标出现在视场内且满足图像提取阈值时, 利用CA模型最小二乘法原理对合成的甲板坐标系下的速度进行滤波;最后将滤波后的速度前馈到速度回路上, 同时伺服控制回路采用串联校正, 根据不同的跟踪状态切换不同的调节器, 并结合红外脱靶量信息构成完整的双闭环回路。试验显示, 某舰载光电设备红外跟踪状态下, 在未加入本算法时, 跟踪误差的最大值为120″, 加入前馈补偿后, 跟踪误差的最大值为78″, 减小了跟踪误差, 提高了舰载光电设备对抗能力。