应用研究
舰载机光电着舰系统视轴稳定技术的研究
蔡立华
(中国科学院长春光学精密机械与物理研究所吉林长券130033)
与皮
摘要：舰载机光电看舰引导系统是航空母舰上重要的设备，本文设计了一套具有红外传感器、可见光电视和激光测距机的光电看舰引导系统，并对其视轴稳定技术进行了研究，采用了对速度稳定环设计了伺股回路，并对抗干扰性能进行了仿真分析。
关键调：光电着舰引导陀螺稳定饲服控制系统
中图分类号：V249 1、引言
文献标识码：A
文章编号：1007-9416(2012)09-0104-02
安装在舰船上的跟踪设备，为使设备正常工作，必须采用稳定
舰载机的着舰有很大的风险性，首先飞机的甲板长度有限，舰载机必须保证以一定的着舰高度、一定的降落角和合适的姿态降落到甲板上，同时要求着舰点的位置要求非常准确，这样在着舰时才能钩住阻拦索，其次，航母由于受到海浪的影响，其甲板会产生躺播、横播、纵播和升沉的运动，这样的运动会使舰载机的理想着舰点位置发生变化，为了保证舰载机安全着舰，现代的航母都装备一套完整的着舰引导系统，向飞机提供精确的着舰引导数据。
目前，国内用于舰载的光电跟踪设备很多，但真正用于舰载机引导的光电跟踪设备还很少，作为用于着舰引导的光电跟踪设备，为了能够准确安全的弓导舰载机着舰，光电经纬仪必须采用高精度的视轴稳定控制方法，克服船播的影响，从飞机进场到安全着舰的
过程中稳定跟踪飞机。 2、光电若着舰引导系统
光电着舰引导系统是集可见，中波、测距功能于一体的光电跟踪设备，具有随动跟踪、单站定位的功能。由光电跟踪转台和机下控制台组成，光电跟踪转台上安装了激光测距机、变焦距可见电视和中波红外三个传感器系统，这3个传感器组合在一起，可实现对远，近距离目标的捕获、跟踪和测量。变焦距可见电视焦距变化范围大，可实现对近距离目标的捕获、跟踪，中波红外系统的探测器的波长为3-5μm，主要实现低能见度时对目标的捕获，跟踪和测量，激光测距系统的激光波长为1.57μⅡ，为人眼安全的激光波长，可实现对目标距离的测量，实现光电跟踪测量系统单站定位的功能。其光
电跟踪转台的设计效果如图1所示。 3、视轴稳定跟踪技术
变焦距可见电视
中波红外激光测距机
图1光电跟踪转台的设计效果图
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控制方法，从稳定技术角度看，目前采用的方法可分为机械平台和视轴自稳定控制。
光电着舰引导系统采用视轴稳定技术是陀螺稳定技术，属于视轴自稳定控制方法，将两个互相垂直的单自由度的陀螺安装在偏仰框上，两个陀螺分别敏感经纬仪在方位和偏仰方向相对于惯性空间的运动，并将此信号作为速度反馈实现陀螺稳定。其两轴陀螺稳定伺服机构组成框图如图2所示。
从控制原理的角度上看，视轴自稳定控制技术有两种方法，第
种方法为船播速度前馈法，第二种方法为速率陀螺反馈法， 3.1船摘速度前馈法
利用船上惯导系统或其它稳定基准实时测量船播运动的横播、纵播、崩播角度和角速度，经过计算机平滑处理和解算外推，求出船播速度前馈量。分别输人到伺服控制系统方位和高低回路，进一步补偿船播扰动引起的指向误差。
3.2速率陀螺反馈法
速率陀螺反馈法，即将两个正交速率陀螺安装在天线储仰支肾上，分别敏感船播运动在天线横向及俯仰轴向引起的扰动信号，并负反馈到角伺服控制系统各只路中组成各自的稳定回路。这种方法已经在我所研制的设备上得到了应用。
其何服控制结构有两种如图3、4所示。
比较两种方法可知，前者由于在陀螺反馈稳定回路中除包含基座机械谱振频率外，还存在速率陀螺本身的闭环谱振频率，因此对稳定回路的稳定性影响较大，使陀螺稳定回路频率展宽受到限制，对高频扰动的隔离度降低，但它设计，调试比较容易。后者在稳定回路内少了一个陀螺谱振环节，使稳定回路频带可做得更高，它对高
方位帕
偏他电机
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方位电机方促确将看
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单轴速车陷架
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缩伸轴壁标素
图2两轴陀螺稳定伺服机构组成