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光电吊舱控制系统设计及实现主盎学校代码:学号:后舅次擎硕士学位论文光电吊舱控制系统设计及实现院系: 信息学院专业: 电路与系统姓名: 侯卫国王指导教师:勇副教授完成日期:年月日摘要摘要光电吊舱作为真升机的核心载荷,在军事、民用领域具有广阔的应用前景, 其相关产品的研制开发也备受重视。
光电吊舱控制系统作为光电吊舱的核心控制部件具有巨大的研究价值和广泛的应用前景。
本文首先阐述了选题的背景,研究的目的和意义,介绍了光电吊舱的结构及特点。
分析讨论了传统光电吊舱两框架结构的缺点,接着详细给出了改进的四框架控制系统。
其次,构建了吊舱控制系统架构,将光电吊舱设计模块化,通过建立系统数学模型分析了系统控制策略,并根据系统控制指标,设计出系统控制器。
然后,根据模块化设计思想完成了光电吊舱控制电路的设计综合,并详细给出了各个单元电路的设计思想和实现。
最后,利用先进的软件设计理念详细分析了嵌入式实时操作系统在光电吊舱软件设计中的应用,设计了图像处理系统软件设计和舱务管理系统软硬件设计。
根据设计和实现的光电吊舱各个模块,构成了光电吊舱原理样机。
该样机测试结果表明:提出的设计方法和技术是合理的,能满足光电吊舱的应用要求。
并为今后的光电吊舱控制系统的研制工作提供了很好的基础。
关键词:光电吊舱、四框架结构、控制、嵌入式实时多任务操作系统..., ,..?,.? . .,,. ,... ... .? .,,:,第章绪论第章绪论.引言直升机要在空中完成对目标的探测和跟踪任务,需要一个机载平台和一个搭载在该平台上的由探测设备组成的集成系统,在硬件表现形式上称之为吊舱。
一般来说,吊舱是指悬挂在运动载体如飞机、船舶外的舱体有效载荷容器装置, 根据内置设备的功能,机载吊舱可以分为导航吊舱、瞄准吊舱、红外测量吊舱、电子干扰吊舱及电子情报吊舱等。
直升机机载光电吊舱年来在国外发展很快,特别是在侦察告警、目标指示、控制瞄准和导航跟踪等方面得到广泛地重视。
第四章 控制系统4.1 概述控制系统是航天器、运载火箭和导弹等飞行器的重要组成部分，是飞行器运动的指挥中枢。
要求飞行器完成飞行任务，就必须对它的运动实施影响。
飞行器的运动包括其质心的运动和绕其质心的角运动两部分。
对这两种运动的影响包括稳定和控制两方面的要求，稳定是指保持原有的状态（位置和姿态），控制是指按预定的目标改变状态。
一般说来，飞行器控制系统的任务就是对飞行器质心运动的轨迹和绕质心角运动的姿态实施控制和稳定。
比如在运载火箭发射和飞行过程中，控制系统的主要任务是控制火箭按预定的轨迹飞行，使有效载荷精确入轨；同时对火箭进行姿态控制，保证在各种干扰条件下稳定飞行；还要控制飞行过程各分系统工作状态变化和信息传递；发射前要对火箭进行检查测试，实施发射控制（简称发控）。
而对于在空间飞行的航天器，控制系统的主要任务包含对航天器姿态的稳定和控制，以及对航天器轨道的控制；还包括温度控制和生命保障系统的控制等。
显然，对于不同种类的飞行器，控制系统的任务是不完全相同的。
它们的作用原理、构成也有相当大的差别。
本章将分别介绍运载火箭、航天器和导弹的控制系统4.2 运载火箭的控制系统前面已经提到，运载火箭控制系统的主要任务是控制火箭按预定的轨迹飞行，使有效载荷精确入轨。
当有效载荷是打击地面固定目标的战斗部时，运载火箭就成为弹道式导弹。
因此，弹道式导弹的控制系统与运载火箭的控制系统有许多相同之处。
为避免重复，本节在介绍运载火箭控制系统的同时，也穿插介绍弹道式导弹的控制系统。
4.2.1 运载火箭控制系统的组成和功能运载火箭的控制系统由制导系统、姿态控制系统、配电系统和测试发控系统等分系统组成。
制导系统的功能是控制火箭的质心沿预定的弹道飞行，并保证卫星、飞船等有效载荷准确入轨。
对弹道式导弹来说，就是控制弹头落点的精度。
姿态控制系统则是控制火箭绕质心的运动，并保证飞行姿态的稳定。
配电系统除完成控制仪器设备的供电外，还根据飞行程序发出时序指令控制各分系统工作状态变化的协调。
《惯性导航》课程教学大纲课程代码：110242202课程英文名称：Inertialnavigation课程总学时：32讲课：32实验：0上机：0适用专业：探测制导与控制技术专业大纲编写（修订）时间：2017.7一、大纲使用说明（一）课程的地位及教学目标惯性导航是探测制导与控制技术专业课，它是在前期相关专业基础课后，直接为飞行器导航定位技术服务，解决导航、制导和飞行器控制工程实际问题。
本课程讲授内容涵盖惯性导航原理，陀螺技术，加速度计技术，平台式惯性导航技术惯性导航系统的对准。
通过该课程学习，学生可掌握惯性导航定位基本原理和各种导航系统的实际应用。
（二）知识、能力及技能方面的基本要求惯性导航是探测制导与控制技术专业的一门主要的专业课程。
学完这门课程，应使学生了解惯性导航课程内容及其学习方法；掌握导航技术基础知识，包括地球坐标系及各种导航系统的基本导航思想；掌握导航定位最基本的推算航位计算公式，掌握惯性导航的基本原理，陀螺技术，加速度计技术，平台式惯性导航技术，惯性导航系统的对准，具有针对惯性导航方面的实际问题运用所学的理论知识进行分析和实际解决问题的能力。
（三）实施说明本课程着重于在工程应用中能熟练运用惯性技术解决实际问题能力培养，教师应在理论知识讲解的基础上，有针对性地选一些典型的案例进行分析，使学生能够将理论知识运用到实际中去，真正学以至用。
（四）对先修课的要求高等数学，陀螺力学，电路，模拟电子技术，控制电机，伺服系统，自控原理。
（五）对习题课、实验环节的要求对涉及到的每一章节的内容应选典型题进行课上讲解及留做课后作业，在习题的训练过程中加深对知识的理解和把握。
（六）课程考核方式1.考核方式：考查。
2.考核目标：在考核学生对惯性导航的基本知识、基本原理和方法掌握的基础上，重点考核学生的选择、使用惯性导航系统能力和利用惯性元件设计简单的导航系统的能力。
3．成绩构成：本课程的总成绩主要由三部分组成：平时成绩（包括作业情况、出勤情况等），期末考试成绩组成。
