| ABSTRACT | 第6-8页 |
| Contents | 第10-16页 |
| List of Figures | 第16-22页 |
| List of Tables | 第22-24页 |
| Chapter 1:Introduction | 第24-48页 |
| 1.1 Statement of the Problem | 第25-26页 |
| 1.2 Objective of the Present Work | 第26页 |
| 1.3 Scope of the Present Work | 第26-27页 |
| 1.4 Dual Axis Inertially Stabilized Platform Configurations,Design Considerations, and Applications | 第27-46页 |
| 1.4.1 Classification of the LOS Stabilization Approaches | 第27-28页 |
| 1.4.1.1 Direct and Indirect Line Of Sight Stabilization | 第28页 |
| 1.4.1.2 Mass and Mirror Line Of Sight Stabilization | 第28页 |
| 1.4.2 Applications of Inertially Stabilized Platforms | 第28-33页 |
| 1.4.2.1 Autonomous Driving of Intelligent Vehicles | 第29页 |
| 1.4.2.2 Electro一Optical(EO)Tracking System | 第29-30页 |
| 1.4.2.3 Imaging | 第30-31页 |
| 1.4.2.4 Communication Antennas | 第31页 |
| 1.4.2.5 Inertial Navigation System(INS) | 第31-33页 |
| 1.4.3 ISP Components and Design Tradeoffs | 第33-39页 |
| 1.4.3.1 Gyros | 第33-37页 |
| 1.4.3.2 Bearings and Suspension | 第37-38页 |
| 1.4.3.3 Motors and Actuators | 第38页 |
| 1.4.3.4 Relative-Motion Transducers | 第38-39页 |
| 1.4.3.5 Rotating Electrical Interfaces | 第39页 |
| 1.4.4 The Double-Gimbal ISP | 第39-41页 |
| 1.4.4.1 Gimbals Kinematics | 第39-40页 |
| 1.4.4.2 Gimbals Dynamics | 第40-41页 |
| 1.4.5 Structural Dynamic Analysis of ISP | 第41-43页 |
| 1.4.5.1 Modes of Response | 第41-42页 |
| 1.4.5.2 Modal Analysis and Structural Dynamics | 第42页 |
| 1.4.5.3 Modal Analysis Using FEM | 第42-43页 |
| 1.4.6 Summery of Errors in ISP | 第43-44页 |
| 1.4.7 The Control System | 第44-46页 |
| 1.4.8 Design Methodology of an ISP | 第46页 |
| 1.5 Summery | 第46-48页 |
| Chapter 2:Inertially Stabilized Platform Optimal Design | 第48-94页 |
| 2.1 The System Requirements | 第48-49页 |
| 2.2 Basic System Configuration | 第49-51页 |
| 2.3 3D Solid Modeling | 第51-53页 |
| 2.4 Mathematical Modeling | 第53-74页 |
| 2.4.1 Inertially Stabilized Platform Kinematics Model | 第58-60页 |
| 2.4.2 Inertially Stabilized Platform Dynamic Model | 第60-74页 |
| 2.4.2.1 Derivations of the Dynamic Model | 第60-63页 |
| 2.4.2.2 Dynamic Analysis for the Inner Gimbal | 第63-68页 |
| 2.4.2.3 Dynamic Analysis for the Outer Gimbal | 第68-74页 |
| 2.5 FEM Modal Analysis | 第74-84页 |
| 2.5.1 The ISP's FEM Modal Analysis | 第75-83页 |
| 2.5.1.1 The Original ISP's FEM Modal Analysis | 第76-78页 |
| 2.5.1.2 The Payload Carrying Frame FEM Modal Analysis | 第78-80页 |
| 2.5.1.3 The Payload Frame with the EO Devices Modal Analysis | 第80-82页 |
| 2.5.1.4 The Whole Inner Gimbal FEM Modal Analysis | 第82-83页 |
| 2.5.2 Summary of the FEM Modal Analysis | 第83-84页 |
| 2.6 Servo Control System | 第84-92页 |
| 2.6.1 Robust PI Controller for Line of Sight Stabilization | 第85-88页 |
| 2.6.2 Non-linear Fuzzy Logic PI Controller for Line of Sight Stabilization | 第88-92页 |
| 2.7 Summary | 第92-94页 |
| Chapter 3:Design,Implementation and Experimental Testing of 3D LADAR System for Mobile Targets Path Tracking and Terrestrial Scanning | 第94-116页 |
| 3.1 Introduction | 第94-97页 |
| 3.2 LADAR System Structure | 第97-101页 |
| 3.2.1 Laser Range Finder | 第97-98页 |
| 3.2.2 Rotary Table | 第98页 |
| 3.2.3 Optical Imaging System(Camera and Optical Telescope) | 第98-99页 |
| 3.2.4 Electronic Compass | 第99页 |
| 3.2.5 Green Pilot Laser | 第99-100页 |
| 3.2.6 Power Unit | 第100页 |
| 3.2.7 Communication Unit | 第100-101页 |
| 3.2.8 Interface Computer | 第101页 |
| 3.2.9 Power Supply Source | 第101页 |
| 3.3 LADAR System Mathematical Modeling | 第101-107页 |
| 3.3.1 The 1~(st) Mathematical Model | 第102-105页 |
| 3.3.2 The 2~(nd) Mathematical Model | 第105-107页 |
| 3.4 Experimental Testing | 第107-113页 |
| 3.4.1 Mobile Target Path Tracking | 第108-111页 |
| 3.4.2 Terrestrial Scanning of Large Objects | 第111-113页 |
| 3.5 Summary | 第113-116页 |
| Chapter 4:The Mechanical Design of Two-Axis Fast Steering Mirror for Optical Beam Guidance | 第116-132页 |
| 4.1 Introduction | 第116-117页 |
| 4.2 FSM System Architecture and Application Theory | 第117-125页 |
| 4.2.1 Mechanical Design and Control System Considerations | 第121页 |
| 4.2.2 Mirror Design | 第121-122页 |
| 4.2.3 Piezoelectric Actuators | 第122-123页 |
| 4.2.4 Compliant Mechanisms | 第123-125页 |
| 4.2.4.1 Axial Flexure Design | 第123-125页 |
| 4.2.4.2 Extension Spring | 第125页 |
| 4.3 System Analysis | 第125-129页 |
| 4.4 Discussion and Optimization | 第129-130页 |
| 4.5 Summary | 第130-132页 |
| Chapter 5:A New Concept for the Line of Sight Stabilization | 第132-176页 |
| 5.1 Introduction | 第132-134页 |
| 5.2 Working Principle | 第134-136页 |
| 5.3 System Analysis | 第136-143页 |
| 5.3.1 Forces Acting on the Rollers During Rest | 第138-139页 |
| 5.3.2 Moments Acting on the Rotating Structure during Motion | 第139-141页 |
| 5.3.3 Conditions for Optimal LOS Stabilization Process | 第141-143页 |
| 5.4 System's Mathematical Modeling | 第143-147页 |
| 5.4.1 Kinematics Modeling | 第144-146页 |
| 5.4.2 Dynamics Modeling | 第146-147页 |
| 5.5 Design and Simulation of Two-Axes ISP Based on the Ball Stabilization Method | 第147-165页 |
| 5.5.1 System Architecture | 第147-150页 |
| 5.5.2 System Analysis | 第150-153页 |
| 5.5.3 System Performance Simulation | 第153-164页 |
| 5.5.4 FEM Modal Analysis | 第164-165页 |
| 5.6 Experimental Work | 第165-172页 |
| 5.6.1 The Actual System Configuration | 第166-168页 |
| 5.6.2 Dimensional and Accuracy Testing | 第168-169页 |
| 5.6.3 The Driving Actuators and Wheels | 第169-170页 |
| 5.6.4 Augmented Stabilization | 第170-172页 |
| 5.7 Summary and Comparison between the Different Stabilization Methods | 第172-176页 |
| Chapter 6:Conclusions,Contributions and Future Work | 第176-182页 |
| 6.1 Conclusions | 第176-179页 |
| 6.2 Contributions | 第179页 |
| 6.3 Recommendations for Future Work | 第179-182页 |
| Acknowledgement | 第182-184页 |
| References | 第184-192页 |
| Appendix A | 第192-196页 |
| Appendix B | 第196-198页 |
| List of Publications | 第198页 |
