采样—保持电路 采样一保持（S/H）电路具有采集某一瞬间的模拟输入信号，并根据需要保持并输出所采集的电压数值的功能。S/H电路广泛应用于多路快速数据检测系统。 一、采样—保持电路基本工作原理及性能 1、S/H电路基本工作原理 S/H电路的原理电路、电路符号及波形如图所示。 S/H电路的原理电路、电路符号及波形 电路中，SW为模拟电子开关，其状态由逻辑控制信号vc控制。CH为保持电容，其两端电压即为S/H电路输出电压vo。 当控制信号vc为高电平“1”时，模拟电子开关SW闭合S/H电路进入采样状态，输入信号vs(t)迅速对CH充电，vo(t)精确地跟踪输入信号；当vc为低电平“0”时，SW断开CH立即停止充电S/H电路进入保持状态，vo(t)保持SW断开瞬间的输入信号电压值不变。理想采样一保持特性如图（c）所示，其数学表达式为
式中，to为逻辑控制信号vc从“1”变为“0”的时间。 实际的采样一保持电路，常需设置缓冲级把模拟开关SW，保持电容CH与信号源及负载隔离开，以提高采样一保持电路的性能。 2、S/H电路性能指标 S/H电路的主要性能指标有采样时间、断开时间；采样精度、保持精度等。 （1）采样时间和断开时间 S/H电路由保持状态变为采样状态，或由采样状态变为保持状态并不是瞬间完 成，需要一定的时间。 从发出采样指令开始到输出信号达到所规定的误差范围内的数值为止，所需的 时间称为采样时间（又称捕捉时间），一般为0.1～10μs数量级。 从发出保持指令开始到模拟开关断开，输出稳定下来为止，所需的时间称为断 开时间（又称孔径时间），一般为10～150 ns数量级。 采样时间长，电路的跟踪特性差；断开时间长，电路的保持特性不好。两者都 限制了S/H电路工作频率的提高，即限制了电路工作速度。 （2）采样精度和保持精度 实际的S/H电路，采样期间，输出信号难于准确稳定地跟踪输入信号，两信号 间存在一定的偏差，称为采样偏移误差。保持期间，输出信号也不可能绝对维 持不变，总是有所下降，即实际保持值与理想保持值之间存在一定的误差。 采样精度和保持精度分别说明采样期和保持期实际特性与理想特性接近的程 度。精度越高，误差越小，说明实际特性就越接近理想特性。 一般来说，对快速变化信号，应采用高速S/H电路，其采样精度和保持精度相 应会比较高，而对于慢速变化信号，当要求保持期较长时，采用高速S/H电路， 则其保持精度不一定高。 二、反相型S/H电路 1、简单反相型S/H电路 图所示为简单的反相型S/H电路。它由场效应管T构成的模拟电子开关、保持 电容CH及反相工作的运放A组成。
第五章红外跟踪系统 1．红外跟踪系统的基本原理： 如图5-1所示，由无穷远目标辐射来的红外辐射能量透过整流罩照射到主反射镜上，经聚焦并反射到次反射镜子上，由次反射镜反射后，再经校正透镜进一步聚焦，最后成像于调制盘上，红外福射经调制盘调制后成为调制信号，目标像点在调制盘上所处的位置与目标在空间相对光轴的位置是一一对应的，因此，通过光学系统聚焦以及调制盘制后的信号，可以确定目标偏离光轴的大小和方位。 非制冷红外焦平面 VO X（如VO2等） 图5-1 光学系统结构示意图 2．红外跟踪系统的组成 如图5-1所示，红外跟踪系统由整流罩，主反射镜，次反射镜，校正透镜，调制盘，浸没透镜，光敏电阻和伞型光栏等元件组成，其各元件的主要功能如下：
1）、整流罩：是一个半球形同心透镜，作为导弹头部的外壳。它是一块负透镜，其作用为校正主反射镜的球差及作导引头的密封。整流罩在导引头工件波段内有高的透过性能，亦即吸收、反射作用很小。这种导弹的整流罩采用氟化镁多晶制成。耐高温、机械强度高。 2）、主反射镜：起聚焦作用，它给整个光学系统带来正球差。焦距f＇=41.18mm，直径47.2mm，材料为K8玻璃，凹面上真空镀铝以减少入射辐射能损失。 3）次反射镜：用来折叠光路，同样为K8玻璃，表面镀铝。 4）校正透镜：用来把伞形光阑、平面反射镜等零件与镜筒连接在一起，起支撑作用。另一方面因消除像差的需要而在次镜之后加入这样一个凸透镜，可以进一步消除剩余像差。支撑透镜材料为氟化镁多晶。 5）伞形光阑：限制目标以外的杂散光线直射入系统光敏元件上的辅助光阑。为了更有效地消除杂散光，伞形光阑上设有消光槽，各元件不通光部分都进行黑化处理。 6）场镜：可把通过调制盘的辐射能会聚到探测器光敏层上；另一方面，加入场镜后原来经物镜聚焦的照度不均匀的目标像斑，经焦面后发散的光线折向光轴，使光能均匀地分布在探测器的光敏层上。场镜采用平凸透镜。场镜材料为氟化镁单晶，在工作波段内有良好的透过率（一般紧贴调制盘后面）。 7）滤光镜：从目标和背景辐射光谱中过滤出所需要的辐射波段。采用氟化镁单晶作为基片，作成 2.5μm为起始波长的干涉滤光片（图中未画出）。 8）浸没透镜：使探测器光敏层和超半球透镜的底面形成光学接触，会聚光束，提高光敏元件的接收立体角，减少光敏元件的面积从而降低噪声。这种导弹采用钛酸锶单晶作为浸没透镜材料。 9）调制盘：把经过光学系统聚焦后的目标红外辐射能量汇聚成一个足够小的像点，落在光学系统的焦平面上，即调制盘上。通过调制盘的旋转，将连续的红外辐射调制成一组一组的光脉冲，以其幅值和相位提供目标偏离导弹光轴的大小和方位信息，并抑制由背景来的干扰信号。
PWM跟踪控制技术 S092233谢俊虎 摘要：本文介绍了两种常用的PWM跟踪控制技术，分析了两种跟踪控制技术的的基本原理，并用MATLAB对其进行了仿真。仿真结果和理论分析结果相符，得到了控制目的。 关键词：脉宽调制（PWM），跟踪控制技术，MATLAB仿真 1 引言 PWM跟踪控制技术——是一种生成PWM波形的方法。把希望输出的波形作为指令信号，把实际波形作为反馈信号，通过两者的瞬时值比较来决定逆变电路各开关器件的通断，使实际的输出跟踪指令信号变化常用的有滞环比较方式和三角波比较方式。 2 滞环比较方式 2.1 电流跟踪控制技术 电流跟踪控制技术是应用最多的一种方法。其基本原理为：把指令电流i*和实际输出电流i的偏差i*-i作为滞环比较器的输入通过比较器的输出控制器件V1和V2的通断。V1（或VD1）通时，i增大。V2（或VD2）通时，i减小。通过环宽为2△I的滞环比较器的控制，i就在i*+△I和i*-△I的范围内，呈锯齿状地跟踪指令电流i*。 2.1.1参数的影响 （1）滞环环宽对跟踪性能的影响：环宽过宽时，开关频率低，跟踪误差大；环宽过窄时，跟踪误差小，但开关频率过高，开关损耗增大。（2）电抗器L的作用：L大时，i的变化率小，跟踪慢；L小时，i 的变化率大，开关频率过高。
图2-1-1 滞环比较方式电流跟踪控制举例图2-1-2 滞环比较方式的指令电流和输出电流 图2-1-3 三相电流跟踪型PWM逆变电路图2-1-4 三相电流跟踪型PWM逆变电路输出波形2.1.2采用滞环比较方式的电流跟踪型PWM变流电路的特点 （1）硬件电路简单。 （2）实时控制，电流响应快。 （3）不用载波，输出电压波形中不含特定频率的谐波。 （4）和计算法及调制法相比，相同开关频率时输出电流中高次谐波含量多。 （5）闭环控制，是各种跟踪型PWM变流电路的共同特点。 2.2 电压跟踪控制技术 把指令电压u*和输出电压u进行比较，滤除偏差信号中的谐波，滤波器的输出送入滞环比较器，由比较器输出控制开关器件的通断，从而实现电压跟踪控制。 图2-2-1 电压跟踪控制电路举例 2.2.1采用滞环比较方式的电压跟踪型PWM变流电路的特点 （1）和电流跟踪控制电路相比，只是把指令和反馈信号从电流变为电压。 （2）输出电压PWM波形中含大量高次谐波，必须用适当的滤波器滤
第8章红外成像导引头的结构设计 8.1红外成像导引头对结构的要求及结构设计内容与原则 1.红外成像导引头对结构的要求 好的总体方案要靠好的结构设计来实现，特别是对于小体积红外成像导引头来说，结构设计至关重要，结构设计方面的一小步突破可能就会为优良的红外成像导引头总体方案提供技术基础。 红外成像导引头对结构有如下要求： （1）严格限制体积和重量。红外成像导引头一般装在导弹的前端，必须严格限制体积和质量。为了增加有效载荷，一般都要求红外成像头质量轻，把有效的载荷让给战斗部，但在某些场合为了增加导弹的静稳定度反而希望红外成像导引头有比较大的质量，小质量固然不容易实现，在体积受限的条件下实现大质量也十分困难。另外保证红外成像导引头的质心满足要求也是十分必要的。 结构设计时必须选择紧凑的组装方式，电子舱结构设计时尽可能提高装填密度，随动平台设计时尽量避免笨重的实体结构。 （2）环境适应能力强、可靠性高。红外成像导引头要承受导弹飞行过程中的冲击、振动、过载等各种恶劣力学环境条件，特别是需要具备高加速能力的导弹，红外成像导引头要承受大过载。同时，红外成像导引头的成像探测器抗冲击、抗振动能力极其有限，需要采取特殊措施，如减振设计等。除了要承受飞行时的恶劣环境外，还需要承受运输过程中的振动和冲击、高低温工作环境、盐雾和霉菌等。所有这些都要求红外成像导引头的结构必须具备很强的环境适应能力。 结构设计时要保证红外成像导引头在承受各种静、动、热载条件下有足够的强度、刚度和稳定性，并满足各项动力学性能要求。 （3）高精度。成像系统安装在随动平台上，成像系统的安装精度直接影响红外成像导引头的测量精度；陀螺安装时要保证测量轴与导弹各轴保持平行；红外光学整流罩安装在红外成像导引头壳体上，光学系统是活动的，红外光学整流罩与光学系统必须紧密配合才能可靠成像，因而对红外光学整流罩的安装精度要求较严；印制电路板与总线板之间也要求足够的连接精度，否则不能保证有效的电气连接。所有哲学都对结构设计提出了高精度的要求。 （4）气动性能要求。红外成像导引头是导弹的一个舱段，除了搜索跟踪目标外还必须维持导弹气动外形的完整性。导引头接受设计时应尽量保持与理论外形的一致性，减少设计外形与理论外形的误差并提高表面品质，尽量不出现凸起、缝隙等影响气动性能的外形结构。 2.红外成像导引头结构设计内容与原则 红外成像导引头结构总体设计的任务是按照导弹总体对红外成像导引头性能参数的要求和红外成像导引头自身的使用环境条件，将电子部件、电气元器件和机械部件合理布局并组装成完整的红外成像导引头，使其在规定的条件下实现规定的功能。结构总体设计包括机械设计和物理设计。机械设计包括整机组装结构设计，如结构单元的划分、总体布局方式的选择等；随动执行机构设计，如执行机构形式选择、平衡设计等；抗振缓冲设计，如结构件强度和刚度计算、稳定性分析、隔振和缓冲措施选择等。物理设计包括热设计（如散热和隔热设计）；电磁兼容设计（如屏蔽设计、接插件选择以及合理布线等）及三防设计等。 红外成像导引头结构设计一般遵循以下原则： （1）模块化原则。根据导引头系统要求和各分机的功能、几何特征，在结构上进行模块化设计，同时尽可能提高单元模块的安装密度。 （2）简单化原则。尽可能使结构简单、质量轻，减少零部件的品种、数量，提高产品通用化、系列化、组合化水平。 （3）加工和装配方便原则。考虑具有成熟工艺的结构设计形式以及导引头系统结构的
目录 摘要 (1) 关键词 (1) 一、电流滞环跟踪控制原理 (2) 二、三相电流滞环跟踪控制系统的仿真 (5) 1、建立系统仿真模型 (5) 2、模块参数设置 (6) 3、电路封装 (8) 4、作图程序设计 (10) 三、仿真波形及频谱分析 (12) 四、仿真结果分析与总结 (18) 1、仿真波形比较 (18) 2、电流频谱分析比较 (19) 3、相电压、线电压频谱分析比较 (19) 4、总结 (19) 五、课设心得体会 (20) 六、参考文献 (21)
摘要： 滞环控制是一种应用很广的闭环电流跟踪控制方法，通常以响应速度快和结构简单而著称。在各种变流器控制系统中，滞环控制单元一般同时兼有两种职能，一则作为闭环电流调节器，二则起着PWM调制器的作用，将电流参考信号转换为相应的开关指令信号。然而，滞环控制的开关频率一般具有很大的不定性，高低频率悬殊，其开关频率范围往往是人们在进行滞环控制系统设计师比较关心的重要方面，只有明确开关频率的计算方法，才便于进行开关器件、滤波参数及滞环控制参数的选择。 电流跟踪型逆变器输出电流跟随给定的电流波形变化，这也是一种PWM控制方式。电流跟踪一般都采用滞环控制，即当逆变器输出电流与给定电流的偏差超过一定值时，改变逆变器的开关状态，使逆变器输出电流增加或减小，将输出电流与给定电流的偏差控制在一定范围内。 关键词：电流滞环跟踪PWM、闭环控制、滞环控制器HBC、环宽、电流偏差、开关频率、响应波形、频谱图
一、电流滞环跟踪控制原理 常用的一种电流闭环控制方法是电流滞环跟踪PWM（Current Hysteresis Band PWM ——CHBPWM）控制，具有电流滞环跟踪PWM 控制的PWM 变压变频器的A相控制原理如1图所示。 图1 电流滞环跟踪控制的A相原理图 图中，电流控制器是带滞环的比较器，环宽为2h。将给定电流i*a 与输出电流i a进行比较，电流偏差?i a超过时±h，经滞环控制器HBC 控制逆变器A相上（或下）桥臂的功率器件动作。B、C二相的原理图均与此相同。采用电流滞环跟踪控制时，变压变频器的电流波形与PWM 电压波形示于图4。 ?如果，i a < i*a ，且i*a - i a ≥h，滞环控制器HBC输出正电平， 驱动上桥臂功率开关器件V1导通，变压变频器输出正电压，使增 大。当增长到与相等时，虽然，但HBC仍保持正电平输出，保持 导通，使继续增大 ?直到达到i a= i*a+ h，?i a = –h，使滞环翻转，HBC输出负电 平，关断V1 ，并经延时后驱动V4 但此时未必能够导通，由於电机绕组的电感作用，电流不会反向，而
PWM变换器跟踪控制技术实验电路设计 2010年07月05日作者：李跃峰周建华郭玲陈增禄来源：《中国电源博览》111期编辑：ser 西安工程大学电子信息学院，西安 710048 摘要：介绍了电流型跟踪控制PWM逆变器实验平台的原理和参数设计。包括逆变器主电路、输出电流检测电路、数字控制器及隔离驱动电路等。 关键词：跟踪控制；主电路；控制电路 1 引言 PWM变换器跟踪控制技术中，输出电流跟踪控制应用最多，也可以应用输出电压跟踪控制。本文针对电流跟踪型逆变电路设计了主电路和控制电路，包括单相全桥逆变电路、交流输出侧RL负载、电流误差检测电路，以及数字控制和输出驱动电路等。基于本设计的实验系统，可用于滞环比较型、定时比较型、基于线性调节的三角波比较型，及本专题中其它各种跟踪控制方法的实验研究。对于不同的跟踪控制方法，只需设计对应的数字部分控制程序即可。 2 主电路原理及参数设计 主电路拓扑见图1所示。图中V1-V4是桥式逆变电路的4个开关，它们由IGBT开关管及其驱动电路组成。当开关V1和V4导通，V2和V3断开时，负载电压u o为U d； 当开关V1和V4断开，V2和V3导通时，u o为-U d，如图2中所示，其中T c为开关周期。 按照一定的规律控制V1-V4的通断，即可得到需要的PWM输出电压u o，以达到输出电流i o跟踪指令信号i r的目的。
当进行输出电流跟踪控制时，负载一般都应该具有一阶惯性特性。在实验电路中采用RL负载。图2中所示，i f为输出电流i o经霍尔电流传感器检测所得电流（i f=i o/k i，k i为霍尔电流传感器的传输比）， i r为指令电流。 e=i r-i f为电流跟踪误差，如图2下所示。电流跟踪控制的任务就是控制误差电流e，使得i f跟踪i r。 主电路主要参数为：U d=100V，L=37mH，R=10Ω。负载为一阶惯性，时间常数为 。设计平均开关频率约为f c=10kHz，开关周期约为T c=100μs，一般应保证T>>T c。 3 控制系统原理及参数设计
一种红外成像导引头通用信息处理平台 一种红外成像导引头通用信息处理平台 摘要：红外成像导引头集光机电于一身，设计难度大、研制周期长。为了缩短导引头研制周期、降低开发成本，提出一种通用的信息处理平台方案。本方案采用FPGA+DSP架构，有较强的通用性，易于维护和扩展，可以在原理样机阶段迅速搭建硬件平台，用于系统验证和弹载软件调试，并为后续的产品研制提供有力支持。关键词： 红外成像导引头；通用信息处理平台；实时图像处理；FPGA+DSP架构红外成像导引头是第四代红外型空空导弹的标志，具有作用距离远、抗干扰能力强、导引精度高、可自动识别目标和区分多目标、准全天候工作等显著优点[1]。根据红外 探测器的不同，红外成像导引头又可分为线列扫描成像导引头、凝视焦平面成像导引头、双色（多色）焦平面成像导引头。为了与探测器配套，需要设计不同的信息处理平台。随着技术的不断发展，信息处理平台在功能上越来越复杂，集成化程度越来越高，而要求产品的研发周期却大大缩短，更新速度加快。为了解决这一矛盾，本文提出一种通用的信息处理平台方案，在产品初期利用通用信息处理平台迅速搭建，用于系统验证和弹 载软件调试，并为后期的产品硬件研制提供有力借鉴。1通用信息处理平台特征分析[2-4]无论是哪一种红外成像导引头，信息处理平台都具有如下功能：高速图像信 号采集、图像预处理、图像处理、与外部系统通信、视频图像输出、时钟管理及时序控制等。功能组成。 1.1高速图像信号采集高速图像信号采集是对从前置放大器输出的视频信号进行A/D采样，把模拟视频信号转换为数字视频信号。由于视频输出信号电压范围未知，因此在A/D采样前还需要一个放大倍数可调的调理电路。红外成像导引头的探测灵敏度高、帧频高(达到100Hz以上)、视频传输数据量大，因此要求AD转换器精度高、速度快、通道一致性好。这部分是模拟数字混合部分，因此在电源供电、元器件布局布线上要进行低噪声设计。1.2图像预处理图像预处理包括非均匀校正、图像重构、图 像滤波、图像稳像等。非均匀校正是指由于探测器本身的固有缺陷，使得从前置放大器输出的视频信号出现了不均匀性，为了防止系统成像质量变差而对视频数据进行的处理。图像重构是指对扫描成像来说，输出的信号不是逐行顺序输出，需要对得到的视频数据进行重新排序才能得到一幅正确图像。图像滤波指的是利用高通滤波和中值滤波等算法简单、数据处理吞吐量大的算法对视频数据进行处理，提高图像质量。图像稳像是指探
国产歼-11B型战斗机，座舱前圆形物即为机载红外搜索与跟踪系统-IRST 近日，俄罗斯媒体报道了乌拉尔光学仪器厂-UOMZ向我国出口机载前视红外搜索与跟踪系统-IRST的情况，根据UOMZ主页的介绍，该公司向我国出口的IRST有两种；用于苏-27SK的OEPS-27，用于苏-30MKK的OEPS-30I。 不过从这个介绍中并没有歼-10，而正在试飞的歼-10B已经配备了IRST，这表明我国自行研制的IRST已经进入装机试飞阶段，如果试验顺利的话，实现 国产IRST替代进口已经指日可待。
歼-10B已经配备国产IRST 我们知道现代作战飞机的主要探测系统是机载火控雷达，现代机载火控雷达具备可以全天候工作、探测距离远、可以多目标跟踪与攻击等优点，但其缺点就是需要主动发射电波，在电子战日益激烈的现代空战中容易暴露自己，同时系统体积和重量都偏大，特别是隐身飞机的出现，也让雷达的实际探测效果大打折扣，因此作战飞机需要新的探测手段，以做为雷达的补充，所以IRST就出现了，从该系统的名称就可以看出其是采用红外探测原理，利用目标与背影的温差来探测目标，与机载雷达相比，机载IRST最大的优点就是不发射电波，隐蔽性强，抗电磁干扰能力好，特别是对抗隐身飞机时有巨大的优势，因为当隐身飞机飞行时其机身蒙皮会与空气磨擦生热，速成越快，温度越高，因此IRST的探测距离就越远，另外其工作波长短，系统功耗、体积和重量较小，可靠性较高，成本低，是各国重点发展的一项探测技术，机载红外探测系统除了IRST还有机载前视红外搜索系统（FLIR），两者的区别主要是IRST主要用于对空中目标的探测，其器件工作在中波，而FLIR主要用于对地面目标的探测，器件工作在长波，当然红外探测系统也不是完美无缺，其缺点就是探测距离较近，尤其是目标处于迎头探测时，目前性能较好的IRST的这个指标也不过在100公里左右，而普通机载雷达就超过了这个指标，另外就是其不能直接测量目标的距离，仍旧需要雷达或者激光测距仪来辅助，因此用于火控或者制导的时候仍旧会暴露平台的位置，另外就是受自然环境干扰较大，特别是太阳直视时、不良气候条件下的作用距离仍 旧偏低。
基于图像处理技术的红外小目标的检测与跟踪 王琛廖庆王亚慧 （电子科技大学，光电信息学院学院） 摘要：验证了一种基于红外小目标视频图像序列的跟踪算法，主要研究了基于形心计算的跟踪方法和基于kalman滤波器多帧数据关联方法的跟踪法。分别仿真验证，并从实现结果出发得出了两种算法的适用范围和各自存在的不足。 关键字：远红外小目标检测与跟踪 Detection and Tracking of Far - infrared Small Target Wang Chen Liao Qing Wang Yahui (University of Electronic Science and Technology of China) Abstract: Verify that a tracking Algorithm for Infrared small target based on video image sequence, the main study on tracking method based on centroid computation and multi - frame data association based on Kalman Filter Method for tracing method.Simulation, respectively, and proceeding from the implementation of the results reached the scope of the two algorithms and their insufficient. Key words: Far-infrared;Small targets; Detection and Tracking 0 引言 随着近十几年信息技术的飞速发展，计算机硬件的处理能力不断提高，存储成本大幅下跌，一些研究人员开始重点研究计算机视觉中有关运动的问题。与处理单幅图像相比，图像序列引入了新的时间维以及时间相关性约束，这一额外的约束激发了人们对视频理解的研究.视频序列目标跟踪是指对传感器摄取到的图像序列进行处理与分析，一旦目标被确定，就可获得目标的特征参数选择。 。 由于视频跟踪具有广泛的应用范围，因而引起了世界范围内广大研究者的兴趣。 在1996年至1999年间，美国国防高级研究项目署（DARPA）资助卡内基梅隆大学、戴维SARNOFF研究中心等著名大学和公司合作，联合研制视频监视与监控系统VSAM，主要研究目的是开发用于战场及普通民用场景的自动视频理解技术。DARPA在2000年又资助了重大项目HID计划，其任务是开发多模式的监控技术以实现远距离情况下人的检测、分类
红外小目标检测方法概述 1110540103 李方舟 1.什么是红外小目标？ 关于小目标”的定义，目前没有统一的定论。一般认为，当红外成像的距离较远时，在成像平面上只占几个或几十个像素的面积，表现为点状或斑点状，对比度和信噪比较低的目标，即可称之为小目标。 2.为什么要进行红外小目标检测？ 红外成像具有距离远，隐蔽性高，抗干扰能力强，穿透烟尘，雾以及阴霾的能力强，可全天候，全时间工作等优点。因此被广泛应用于监视侦察以及导航等军事领域，成为现代精确制导武器的主要技术之一。 在尽可能远的距离上检测并跟踪到敌方目标，以争取在有利的时机发动攻击。是决定现代战争胜负的重要因素。 距离越远，目标成像面积越小，图象质量越差，对目标的检测和跟踪越困难。 因此，研究小目标的检测和跟踪方法，对提高红外成像系统的作用距离，有着非常重要的意义。 目标检测作为寻的制导系统中的前端处理环节，是精确制导中最为关键和核心的组成部分。只有及时检测到目标，才能保证如目标的如目标跟踪等后续工作的正常进行。基于此原因，在红外凝视成像的图像序列中进行目标检测具有相当的难度，几乎所有的小目标检测法都致力于增强图像的信噪比，积累目标能量，以提高目标检测能力。 3.红外小目标检测方法分析 对于红外目标的检测问题，目标的一些先验信息，如目标的形状、大小，目标灰度变化在时间上的连续性，以及目标运动轨迹的连续性等是有效分割目标和噪声的关键。目标检测方法根据这些特性的使用顺序不同，可分为两大类： 先检测后跟踪( D e t e c t B e f o r e T r a c k ，D B T )方法 和先跟踪后检测( T r a c k B e f o r e D e t e c t ，T B D )方法。 3.1 DBT检测方法 基于先检测后跟踪的目标检测技术属于一类经典的红外目标检测。该类方法分为两步:首先根据目标形状，强度等特性，在单帧图像中检测出候选目标，然后根据实际需要，在分割后的二值化图形序列中，通过序列图像投影到目标轨迹。DBT检测方法主要分以下几种：1）阈值检测方法 所谓阈值检测方法，是基于目标在图像中主要为高频分量，而背景对应低频部分这一事实，对淹没在近似正态分布杂波中的已知其响应分布的小目标，寻求其最佳信噪比。 2）小波分析方法
本科毕业设计论文 题 目 红外弱小目标检测方法研究 _______________________________________ 专业名称 学生姓名 指导教师 毕业时间 2014年6月
毕业 任务书 一、题目 红外弱小目标检测算法研究 二、指导思想和目的要求 本题目来源于科研，主要研究红外弱小目标的特点，常用的检测算法，进而实现红外弱小目标的检测。希望通过该毕业设计，学生能达到： 1．利用已有的专业知识，培养学生解决实际工程问题的能力； 2．锻炼学生的科研工作能力和培养学生团队合作及攻关能力。 三、主要技术指标 1．掌握红外弱小目标的特点； 2．研究常用的红外弱小目标检测算法； 3．实现红外弱小目标的检测。 四、进度和要求 第01周----第02周： 参考翻译英文文献； 第03周----第04周： 学习红外图像及其弱小目标的特点； 第05周----第08周： 研究红外弱小目标的检测算法； 第09周----第14周： 编写红外弱小目标的检测程序； 第15周----第16周： 撰写毕业设计论文，论文答辩。 五、主要参考书及参考资料 1. 武斌. 红外弱小目标检测技术研究. 西安电子科技大学博士学位论文. 2. 史凌峰. 红外弱小目标检测方法研究. 西安电子科技大学硕士学位论文. 3. 杨丽萍. 空中红外弱小目标检测方法研究. 西北工业大学硕士学位论文. 4. 吴巍. 图像中目标特征的检测与识别. 华中科技大学博士论文。 5. 郑成勇. 小波分析在红外目标检测中的应用. 华中科技大学硕士论文。 6. 蔡智富. 基于自适应背景估计的复杂红外背景抑制技术. 哈尔滨程大学硕士论文。 学生 指导教师 系主任 设计 论文
红外搜索跟踪系统 摘要: 首先指出红外搜索跟踪系统的在军事应用的优势和意义，介绍了红外搜索跟踪系统的主要组成部分及工作原理，然后对近年来研制的红外搜索跟踪系统进行了综述，并对系统的发展趋势进行了展望。 关键词: 红外搜索跟踪系统; 组成; 原理; 现状及发展趋势 前言：红外搜索与跟踪(IRST)系统是基于红外特征全景监视设备，能够探测和跟踪低高度空中和水面威胁目标，如入侵的反舰导弹，当雷达性能下降时成为一种重要的雷达辅助设备。IRST系统对近程监视、舰船识别、海岸成像和夜间导航都发挥很好的作用。 红外搜索系统的总体 1.1红外搜索跟踪系统组成 红外搜索跟踪系统一般由红外扫描头（红外传感器和扫描单元），信号处理装置，稳定平台，测角系统，导航单元，电源单元，随动伺服系统和显控台等组成。 1.1.1红外扫描头 红外扫描头安装在稳定平台上，一般都装载坦克，装甲车，舰艇及飞机的外部，以接受目标的红外辐射，在俯仰位伺服单元和方位伺服单元的驱动下，实现在不同俯仰角上的连续回转水平扫描。 1.1.2信号处理装置 信号处理装置通常包括实时处理和便扫描边跟踪两部分。边扫描边跟踪红外扫描头传来的目标数据，完成目标提取，产生跟踪目标，将数据传输到武器系统。同时对跟踪目标进行识别和相关处理。 1.1.3稳定平台 稳定平台的主要作用是敏感并消除，隔离承载体的摇摆，晃动，使承载的红外扫描头稳定在地理水平面。 1.2系统工作原理 红外系统中，红外传感器起着关键作用，能将红外光谱区物体的亮度分布转化为可见光的亮度分布，并显示在显示屏上，便于观测和识别。红外搜索系统的一般工作原理是将来自目标和背景的红外辐射通过红外光学成像系统聚集于红外探
第三章高性能的ADC和DAC 模数转换时一种将模拟输入信号转换成N位数字输入信号的技术。在进行AD转换时，转换需要一定的时间，因此通常需要在转换期间将输入信号保持不变，才能保证转换的正确性。故需要对输入信号进行采样和保持。先介绍采样和保持放大器(简称采保电路)。 问题：一般在哪几种情况下必须使用采保？ 3.1采样与保持放大器(Sample & Hold Amplifier) S/H 也有称为(Track & Hold) T/H 1.基本工作原理和框图 采样与保持放大器是一种具有2个输入(信号输入和控制输入)，一个输出的电路。 两种工作模式 (1)采样Sample(跟踪Track)模式：输出精确地跟踪输入的变化，直到出现 保持命令。 (2)保持模式(Hold)：输出保持控制命令出现时刻的输入信号的最终值。 2.S/H放大器的用途 (1)最主要的用途：作为ADC的驱动器。如：逐次比较和分量程ADC都要求 在数模转换期间输入信号保持不变(像直流)。 (2)多通道同步采样系统。
(3)峰值检波器，延迟线。 3.S/H放大器的基本电路 电路构成：四部分。输入放大器A1，储能元件(保持电容，外接)C，输出缓冲器A2和开关驱动器 (1)储能元件：是S/H放大器的心脏，其上的电压在保持期间要求基本不变， 在采样期间要能精确跟踪输入信号的变化。 (2)输入放大器：要求具有高输入阻抗，以减少对前级影响。其输出可作为一 个低输出阻抗的信号源，用来对保持电容充电。 (3)输出放大器：要求其输入阻抗极高，以减少保持期间对保持电容的放电。 (4)开关驱动器：用来切换两种工作模式。要求导通时开关内阻小，关断时阻 抗大。 保持电容的容值：大，利于保持不利于跟踪； 小，利于跟踪不利于保持； 4.S/H放大器的技术指标 分两种模式来讨论技术指标，分为静态和动态两类。 (1)跟踪模式(和普通的放大器一样)
2.8 逻辑电路和控制电路 [课时跟踪训练] (满分60分时间30分钟) 一、选择题(每小题至少有一个选项正确，选对得6分，选不全得3分，错选不得分，共42分) 1.在登录你的电子邮箱(或“QQ”)的过程中，要有两个条件，一个是用户名，一个是与用户名对应的密码，要完成这个事件(登录成功)，它们体现的逻辑电路为（） A.“与”电路 B.“或”电路 C.“非”电路 D.不存在逻辑电路 解析：这两个条件同时满足才能完成登录，则它们体现了“与”电路，A正确。 答案：A 2.有一逻辑开关电路的真值表如下，试判断这是一个什么类型的逻辑电路（） A.开关“与”电路 C.开关“或”电路 D.以上都不是 解析：由该逻辑电路的真值表可以看出输出端与输入端是相反的关系，故选B。答案：B 3.(2019·琼海高二检测)一个逻辑电路的两个输入端A、B与输出端Y的波形如图1所示，则可知该逻辑电路是（） 图1 A.开关“与”电路 B.开关“或”电路 C.开关“与非”电路 D.开关“或非”电路 解析：由图像可知，当A、B均有输入时，输出与其相反，当有一端有输入时，有输出，故为“与非”电路，C正确。 答案：C 4.逻辑电路的信号有两种状态：一是高电势状态，用“1”表示；另一种是低电势
状态，用“0”表示，关于这里的“1”和“0”，下列说法中正确的是（） A.“1”表示电压为1 V，“0”表示电压为0 B.“1”表示电压为大于或等于1 V，“0”表示电压一定为0 C.“1”和“0”是逻辑关系的两种可能的取值，不表示具体的数字 D.“1”表示该点与电源正极相连，“0”表示该点与电源负极相连 解析：逻辑电路是用来控制信号的“通过”或“截断”的一种开关电路。根据指定条件，逻辑电路对输入、输出的因果关系作出判断。逻辑电路的输入、输出信号都以电位高低来表示。若把高电势看作有信号，表示某个条件存在或信号能通过，且用符号“1”表示；把低电势看作无信号，表示某个条件不存在或信号不能通过，用符号“0”表示，这种逻辑关系称为正逻辑。反之，则称为负逻辑。在通常情况下不加说明的都指正逻辑。所以“1”和“0”只是两个符号，是两种变量的两种可能的取值。C选项正确。 答案：C 5.某自动控制车间的技术人员设计了一个简单的报警器，电路图如图2所示，满足下列哪个条件，该报警器将发出警报声（） 图2 A.S1断开，S2闭合 B.S1闭合，S2断开 C.S1、S2都断开 D.S1、S2都闭合 解析：S1闭合，输入高电位；S2断开，输入高电位。所以只有S1闭合，S2断开时，才会使“与”门的两个输入端都输入高电位，输出高电位，使报警器发出警报声，选项B正确。 答案：B 6.如图3所示是由基本逻辑电路构成的一个公路路灯自动控制电路，图中虚线框M中是一只感应元件，虚线框N中使用的是逻辑电路。要求天黑时L发光，则（） 图3 A.M为光敏电阻，N为开关“与”电路 C.M为热敏电阻，N为开关“非”电路
第37卷第6期 光电工程V ol.37, No.6 2010年6月Opto-Electronic Engineering June, 2010 文章编号：1003-501X(2010)06-0078-06 复杂背景下的红外目标自动跟踪算法 高国旺1, 2，刘上乾1，秦翰林1，张峰1 ( 1. 西安电子科技大学技术物理学院，西安 710071； 2. 西安石油大学光电油气测井与检测教育部重点实验室，西安 710065 ) 摘要：提出了一种非线性边缘检测和Mean Shift方法相结合的红外目标检测与跟踪算法。采用双窗口算子的非线性边缘检测算法具有计算量小、速度快、图像质量好等优点。在边缘检测后的二值图像基础上，利用改进的Mean Shift跟踪算法实施目标跟踪。该跟踪算法融合了计算目标区域局部标准差的信息；利用灰度值和局部标准差的概率密度函数来描述目标；同时选择核函数级联方式进行目标密度估计，从而弥补了仅用灰度信息描述目标特征的不足。实验结果表明，该跟踪算法检测出的复杂背景下红外目标边缘清晰，并且能够准确地对目标实施自动跟踪。 关键词：红外目标；边缘检测；Mean Shift方法；自动跟踪 中图分类号：TP391.4 文献标志码：A doi：10.3969/j.issn.1003-501X.2010.06.014 Auto-tracking Algorithm of Infrared Target under Complex Background GAO Guo-wang1, 2，LIU Shang-qian1，QIN Han-lin1，ZHANG Feng1 ( 1. School of Technical Physics, Xidian University, Xi’an 710071, China; 2. Key Laboratory of Photoelectric Logging and Detecting of Oil and Gas, Ministry of Education, Xi’an Shiyou University, Xi’an 710065, China ) Abstract: A tracking algorithm of infrared target is proposed by combining non-linear edge detection and Mean Shift method. The non-linear edge detection algorithm employs dual-window arithmetic operators that have the advantage of few calculation amount, high speed and good image quality and so on. The result of edge detection is binary images. Based on this information, the Mean Shift method is improved to implement target tracking. The tracking algorithm of improved Mean Shift combines the information of the local standard deviation calculation of the target area, describes the target based on the probability density function about gray value and the local standard deviation and selects cascade kernel function to calculate the target density that make up the shortage only using gray to describe the target features. Experimental results show that the edge of infrared target under complex background is detected clearly and infrared target is auto-tracked accurately. Key words: infrared target; edge detection; Mean Shift method; auto tracking 0 引言 红外热成像目标的跟踪是红外告警系统、空载下视系统对低空及地面目标的监视和红外寻的制导等军事领域中的关键技术。但是，红外热成像多为背景噪声干扰大，分辨率低的图像序列，尤其远距离检测时目标成为点源，缺少细节和形状等信息，加上在拍摄过程中目标相对于背景高速运动，使得红外目标的跟踪成为技术难题。 Mean Shift算法是目标跟踪广泛应用的一种方法，它是一种以目标区域像素值的概率分布为特征，搜 收稿日期：2009-12-25；收到修改稿日期：2010-02-04 基金项目：“十一五”国防预研基金项目 作者简介：高国旺(1977-)，男(汉族)，山东莘县人。讲师，博士研究生，研究方向为光电检测、图像处理等。E-mail: wwgao1205@https://www.doczj.com/doc/008284585.html,。
最大功率跟踪原理及控制方法 2.1最大功率跟踪原理 太阳能电池的输出特性如图一所示，从图中的P/V特性曲线可以看出，随着端电压的增加输出功率先增加后减小，说明存在一个端电压值，在其附近可获得最大功率，因此，在光伏发电系统中，要提高系统的整体效率,一个重要的途径就是实时调整光伏电池的工作点,使之始终工作在最大功率点附近,这一过程就称之为最大功率点跟踪-MPPT。 图一光伏电池的特性曲线 2.2 最大功率跟踪的控制方法 MPPT的控制方法：光伏系统中的最大功率点跟踪的控制方法很多，使用最多的是自寻优的方法，即系统不直接检测光照和温度，而是根据光伏电池本身的电压电流值来确定最大功率点。这种方法又叫做TMPPT(True Maximum Power Point Tracking)。在自寻优的算法中，最典型的是扰动观察法和增量电导法。本论文使用扰动观察法，扰动观察法主要根据光伏电池的P-V特性，通过扰动端电压来寻找MPPT，其原理是周期性地扰动太阳能电池的工作电压值( ),再比较其扰动前后的功率变化，若输出功率值增加，则表示扰动方向正确，可朝同一方向(+ )扰动；若输出功率值减小，则往相反(- )方向扰动。通过不断扰动使太阳能电池输出功率趋于最大，此时应有[8]。此过程是由微处理器即C8051F320控制完成的。 3、系统的总体结构 3.1系统的结构图 系统的结构图如图二所示。其中单片机要采集太阳能电池的输出电压和输出电流及蓄电池的充电电流和开路电压，通过一定的控制算法（即改变占空比），调节太阳能电池的输出电压和电流，从而实现太阳能电池在符合马斯曲线的条件下以最佳功率对蓄电池充电，系统的硬件主要由核心控制模块、采样模块、驱动模块、升压式DC/DC变换器模块组成。
PWM变换器跟踪控制技术概述 作者单位：苏州科技大学 作者姓名：秦涛 摘要：介绍了PWM变换器跟踪控制技术的原理和研究进展。对三种基本的PWM 跟踪控制方法作了对比分析，并简单介绍了几种跟踪控制的新方法。 关键词：PWM变换器；跟踪控制；跟踪误差；开关频率 1 引言 脉冲宽度调制（Pulse Width Modulation，PWM）变换技术作为电力电子技术的重要组成部分，已随着相关技术和产品的发展广泛应用到各种电力电子变换产品之中。PWM方法可分为开环调制和闭环跟踪控制两大类。规则采样法和空间矢量调制方法是最常用的开环调制方法。 PWM跟踪控制就是把希望输出的电流或电压波形作为指令信号，把实际输出作为反馈信号，通过两者的瞬时值比较来决定逆变电路各功率开关器件的通断模式，使实际的输出动态跟踪指令信号变化。PWM跟踪控制属于非线性砰-砰控制的范畴，具有系统结构简单和响应速度快的显著优点。由于PWM跟踪控制方法属于闭环调制，因此其稳定性和输出控制精度受系统参数影响较小，具有很好的鲁棒性。 基本的跟踪控制方法包括滞环比较方法，定时比较方法和线性调节的三角载波比较方法。滞环比较方法应用最为广泛，相关的学术研究也最多。严格地说，线性调节的三角载波比较不属于跟踪控制，但是通常都把它归于跟踪控制。 本文首先概述了三种基本的跟踪控制方法的原理和优缺点，然后简单介绍了跟踪控制方法的最新研究进展。 2 几种常用PWM跟踪控制原理 跟踪控制法中常用的有滞环比较方式、定时比较方式和线性调节的三角载波比较方式。跟踪控制的输出可以是电流，也可以是电压。 2.1 滞环比较方式 图1给出了采用滞环比较方式的PWM电流跟踪控制单相桥式逆变电路原理示意图。图2给出了其跟踪输出PWM波形uo和输出电流io波形。如图1所示，把指令电流ir和实际电流if的偏差e=ir-if作为带有滞环特性的比较器的输入，通过其输出来控制功率器件V1、V2、V3和V4的通断。当V1、V4导通时，输出电压uo=Ud，使得 if增大，当e≤-h时，关断V1和V4，开通V2和V3；当V2、V3导通时，uo=-Ud，使得if减小，当e≥h时，关断V2和V3，开通V1和V4，电流又开始增大。依此交替通断，使得|e|≤h以实现对ir的自动跟踪。即通过环宽为2h的滞环比较器的控制，if就在ir±h的范围内呈锯齿状地跟踪指令电流ir。显然只要设定足够小的环宽h，就可得到希望的跟踪精度。 滞环比较跟踪型PWM逆变器的开关频率受各种系统参数的影响，在不同的条件下逆变器开关频率的变化很大。开关频率过高会使主电路的开关功耗增大，影响系统效率；开关频率过低时会使输出滤波器(如果有的话)的体积增大。 滞环比较跟踪型PWM的特点为： （1）控制电路简单，其核心只是一个滞环比较器；