星载超大幅宽红外成像扫描及变焦控制技术研究
| 摘要 | 第4-6页 |
| Abstract | 第6-7页 |
| 第1章 引言 | 第11-27页 |
| 1.1 研究背景及意义 | 第11-12页 |
| 1.2 星载宽幅红外成像典型载荷 | 第12-22页 |
| 1.2.1 甚高分辨率辐射计(AVHRR) | 第13-14页 |
| 1.2.2 中分辨率成像光谱仪(MODIS) | 第14-16页 |
| 1.2.3 增强型专题绘图仪(ETM+) | 第16-18页 |
| 1.2.4 红外多光谱扫描仪(IRMSS) | 第18-19页 |
| 1.2.5 可见光红外成像辐射仪(VIIRS) | 第19-21页 |
| 1.2.6 植被观测仪(VGT-P) | 第21-22页 |
| 1.3 超大幅宽高分辨率红外扫描成像关键技术 | 第22-25页 |
| 1.3.1 高扫描效率、高可靠性的扫描控制技术 | 第22-24页 |
| 1.3.2 在轨实时地面畸变消除技术 | 第24-25页 |
| 1.4 研究内容及章节安排 | 第25-27页 |
| 第2章 超大幅宽红外扫描成像控制系统理论分析 | 第27-62页 |
| 2.1 光机扫描方式及扫描部件 | 第27-32页 |
| 2.1.1 光机扫描方式 | 第27-28页 |
| 2.1.2 光机扫描部件 | 第28-32页 |
| 2.2 地面畸变及其在轨实时消除方法 | 第32-40页 |
| 2.2.1 地面畸变与瞬时视场角的关系 | 第32-34页 |
| 2.2.2 像元排列对地面畸变的影响 | 第34-36页 |
| 2.2.3 在轨实时消除畸变的方法 | 第36-40页 |
| 2.3 扫描镜驱动控制系统理论分析 | 第40-51页 |
| 2.3.1 扫描电机类型及性能 | 第40-42页 |
| 2.3.2 测角传感器类型及性能 | 第42-46页 |
| 2.3.3 PMSM的数学模型 | 第46-49页 |
| 2.3.4 PMSM的控制策略 | 第49-51页 |
| 2.4 变焦驱动控制系统理论分析 | 第51-60页 |
| 2.4.1 变焦距原理及实现方法 | 第51-52页 |
| 2.4.2 自动对焦原理 | 第52-55页 |
| 2.4.3 变焦机构分析 | 第55-57页 |
| 2.4.4 变焦驱动电机分析 | 第57-60页 |
| 2.4.5 传动装置寿命分析 | 第60页 |
| 2.5 本章小结 | 第60-62页 |
| 第3章 扫描及变焦控制系统的设计与实现 | 第62-94页 |
| 3.1 课题主要技术指标 | 第62页 |
| 3.2 主要元部件的选型 | 第62-66页 |
| 3.2.1 扫描及变焦电机选型 | 第62-65页 |
| 3.2.2 测角及位移传感器选型 | 第65页 |
| 3.2.3 主控制器选型 | 第65-66页 |
| 3.3 机械结构设计 | 第66-68页 |
| 3.3.1 扫描机构设计 | 第66-67页 |
| 3.3.2 变焦机构设计 | 第67-68页 |
| 3.4 扫描及变焦控制系统的硬件实现 | 第68-76页 |
| 3.4.1 硬件电路总体方案 | 第68-70页 |
| 3.4.2 扫描控制系统硬件电路实现 | 第70-74页 |
| 3.4.3 变焦控制系统硬件电路实现 | 第74-76页 |
| 3.5 扫描及变焦控制系统的软件设计 | 第76-89页 |
| 3.5.1 控制软件总体架构 | 第76-78页 |
| 3.5.2 扫描控制系统软件设计 | 第78-87页 |
| 3.5.3 变焦控制系统软件设计 | 第87-89页 |
| 3.6 上位机测控软件设计 | 第89-90页 |
| 3.7 扫描及变焦控制系统性能测试 | 第90-92页 |
| 3.7.1 扫描控制系统测试结果 | 第90-91页 |
| 3.7.2 变焦控制系统测试结果 | 第91-92页 |
| 3.8 本章小结 | 第92-94页 |
| 第4章 高效率高可靠性的扫描控制技术 | 第94-108页 |
| 4.1 慢速扫描运动控制曲线 | 第94-98页 |
| 4.1.1 扫描方向的漏扫与重叠 | 第94-95页 |
| 4.1.2 扫描角速度的匹配 | 第95-97页 |
| 4.1.3 消畸变扫描角速度公式推导 | 第97-98页 |
| 4.2 快速回扫运动控制曲线 | 第98-101页 |
| 4.2.1 常用运动规律分析 | 第98-99页 |
| 4.2.2 正弦加速度回扫曲线规划 | 第99-101页 |
| 4.3 扫描运动控制仿真 | 第101-104页 |
| 4.3.1 Simulink仿真模型 | 第101-103页 |
| 4.3.2 仿真结果及分析 | 第103-104页 |
| 4.4 扫描控制实验结果 | 第104-107页 |
| 4.5 本章小结 | 第107-108页 |
| 第5章 多电机非线性位置同步控制技术 | 第108-120页 |
| 5.1 扫描及变焦电机的位置同步要求 | 第108-111页 |
| 5.1.1 电机的位置同步关系 | 第108-110页 |
| 5.1.2 电机同步运动特性 | 第110-111页 |
| 5.2 扫描控制系统及变焦控制系统的同步 | 第111-114页 |
| 5.2.1 多电机伺服系统同步控制方式 | 第111-112页 |
| 5.2.2 扫描系统与变焦系统的同步策略 | 第112-114页 |
| 5.3 变焦电机的位置同步算法及分析 | 第114-116页 |
| 5.3.1 位置同步控制算法 | 第114-115页 |
| 5.3.2 算法可行性分析 | 第115-116页 |
| 5.4 扫描及变焦同步控制实验结果 | 第116-118页 |
| 5.5 本章小结 | 第118-120页 |
| 第6章 变焦扫描成像消畸变验证实验 | 第120-124页 |
| 6.1 地面验证实验方案 | 第120-122页 |
| 6.1.1 地面验证的方法 | 第120-121页 |
| 6.1.2 实验平台的建立 | 第121-122页 |
| 6.2 外景成像实验结果 | 第122-123页 |
| 6.3 本章小结 | 第123-124页 |
| 第7章 总结与展望 | 第124-127页 |
| 7.1 工作内容总结 | 第124-125页 |
| 7.2 后续工作展望 | 第125-127页 |
| 参考文献 | 第127-133页 |
| 致谢 | 第133-135页 |
| 作者简历及攻读学位期间发表的学术论文与研究成果 | 第135页 |
