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基于蒙特卡洛法的激光通信地面站轴系误差分析 认领
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作者 王天宇 张家齐 +1 位作者 张立中 王桂冰 《长春理工大学学报:自然科学版》 2021年第1期50-56,共7页
由于星-地激光通信链路通信束散角小,对通信终端伺服精度要求较高,为了满足伺服系统的精度要求,需合理的分配和控制跟踪架的轴系误差,传统方式采用极值法进行误差分配,相比此方法,通过运用蒙特卡洛法,对间隙误差值的分布进行预估,明确... 由于星-地激光通信链路通信束散角小,对通信终端伺服精度要求较高,为了满足伺服系统的精度要求,需合理的分配和控制跟踪架的轴系误差,传统方式采用极值法进行误差分配,相比此方法,通过运用蒙特卡洛法,对间隙误差值的分布进行预估,明确敏感因素,使误差分配准确。针对激光通信地面站跟踪架,运用Adams insight对100组服从正态分布的轴系间隙进行随机抽样,根据跟踪架轴系位移跳动变化曲线和响应报告,得出俯仰方位轴间隙对目标位移跳动的权重,优化轴系间隙满足跟踪精度。经优化后得:方位轴系晃动为2.34″,俯仰轴系晃动为2.62″,满足调试要求,最终得到跟踪精度最大为9.6″。 展开更多
关键词 测量 激光通信 蒙特卡洛法 轴系精度 伺服调试
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一级放大激光时域特性影响因素及优化 认领
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作者 张鹏 张雷 +2 位作者 费红阳 吕栋栋 丁蕴丰 《激光杂志》 北大核心 2021年第1期45-48,共4页
基于一级放大脉冲Nd3+:YAG激光器实验系统,通过实验测量手段,开展了级间泵浦延时、放大增益系数与电光调Q加压延时对激光单脉冲能量影响规律的测量研究与数据分析,分别从静态和动态2种条件下,测量了级间泵浦延时、脉冲能量、脉冲宽度、... 基于一级放大脉冲Nd3+:YAG激光器实验系统,通过实验测量手段,开展了级间泵浦延时、放大增益系数与电光调Q加压延时对激光单脉冲能量影响规律的测量研究与数据分析,分别从静态和动态2种条件下,测量了级间泵浦延时、脉冲能量、脉冲宽度、动、静态放大增益系数、电光调Q加压延时等时域参数随放大电压的变化规律曲线。研究表明,在谐振电压不变的情况下,随着放大电压的增加,级间泵浦延时逐渐减小,脉冲能量逐渐增大,脉冲宽度逐渐减小,动、静态放大增益系数逐渐增加,电光调Q加压延时围绕恒定值上下波动。此外,根据上述研究结果,给出该系统最佳级间泵浦延时为15μs、最佳电光调Q加压延时为189μs,静态最佳放大增益系数为4.75,动态最佳放大增益系数为2.60。 展开更多
关键词 激光光学 高功率固体激光 啁啾脉冲放大 纳秒脉宽 时域关系
超分辨望远光学系统像差影响及优化设计 认领 被引量:1
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作者 邵洪禹 李英超 +3 位作者 王超 史浩东 刘壮 李冠霖 《中国光学》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第1期106-120,共15页
针对大口径光学系统中像差影响超分辨效果的问题,开展泽尼克波前像差对望远超分辨成像系统性能和超分辨局部视场影响的研究。设计四区型位相光瞳滤波器,在理想光学系统出瞳处分别加入离焦、像散、彗差和球差像差,逐渐增加幅值,通过分析... 针对大口径光学系统中像差影响超分辨效果的问题,开展泽尼克波前像差对望远超分辨成像系统性能和超分辨局部视场影响的研究。设计四区型位相光瞳滤波器,在理想光学系统出瞳处分别加入离焦、像散、彗差和球差像差,逐渐增加幅值,通过分析不同类别和幅度的波前像差下焦面光强分布变化,研究超分辨成像性能和局部视场对不同种类像差的容忍程度。结果表明,离焦可以抑制超分辨旁瓣能量,提高超分辨倍率,但对局部视场影响较大;球差可以抑制超分辨旁瓣能量,增大局部视场;像散和彗差使光斑圆对称性明显下降,其中像散对局部视场的影响较为明显;同时加入适量离焦和球差时,超分辨旁瓣能量下降,超分辨倍率提高,且不影响系统局部视场。据此设计了一个F数为10,焦距为12 m的大口径光学系统,通过合理优化球差和离焦剩余量,实现了超分辨倍率由1.21倍到1.31倍的提升,最大旁瓣峰值由0.33下降到0.30,局部视场为38.28μm。 展开更多
关键词 光学系统 超分辨成像 位相型光瞳滤波器 泽尼克像差 局部视场
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激光束散角复合控制技术 认领
4
作者 倪小龙 朱旭芳 +3 位作者 于信 姚海峰 陈纯毅 刘智 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第7期46-53,共8页
为了降低部分相干光光学系统设计的复杂度及成本,增加部分相干光应用的便捷性,提出了一种液晶空间光调制器的激光相干度及束散角复合控制方法。首先介绍了对激光光束进行相干度和束散角复合控制的基本理论和方法;然后分别设置了相干度... 为了降低部分相干光光学系统设计的复杂度及成本,增加部分相干光应用的便捷性,提出了一种液晶空间光调制器的激光相干度及束散角复合控制方法。首先介绍了对激光光束进行相干度和束散角复合控制的基本理论和方法;然后分别设置了相干度和束散角检测实验,检测了本方法所调制激光光束的相干度和束散角的准确性。实验结果表明,采用液晶空间光调制器生成相干度为0.9 mm、束散角为7.5 mrad,以及相干度为1.5 mm、束散角为3.8 mrad的部分相干光束,其相干度与理论值相比误差在5%以内,其相干度均方根误差分别为0.027386和0.031314,峰谷值分别为0.084658和0.089103;其束散角与理论值相比误差在5%以内,其束散角均方根误差分别为0.022478和0.023186,峰谷值分别为0.081201和0.092130。可见,该方法可以实现高精度的相干度及束散角复合控制。 展开更多
关键词 大气光学 相干 液晶空间光调制器 束散角
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激光热处理高速升温过程的红外CCD监测方法 认领
5
作者 莫苏新 段锦 +2 位作者 吕蒙 段络天 祝勇 《红外技术》 CSCD 北大核心 2020年第8期763-768,共6页
激光热处理作为一种材料表面高温处理技术,具有升温速度快、温度范围宽的特点,升温速度可达104℃/s。传统的接触式测温法无法满足快速升温的温度场和升温过程的测量需求,为满足这一需求,本文设计一种非接触式的基于图像处理的红外CCD测... 激光热处理作为一种材料表面高温处理技术,具有升温速度快、温度范围宽的特点,升温速度可达104℃/s。传统的接触式测温法无法满足快速升温的温度场和升温过程的测量需求,为满足这一需求,本文设计一种非接触式的基于图像处理的红外CCD测量材料表面温度的方法。针对温度测量范围宽的问题,提出了分段测量的方法;针对升温速度快,提出了计算机控制的快速自适应曝光时间算法;为提高测量精度,对温度-灰度曲线进行了严格标定。实验证明该方法是一种低成本、高稳定性、高精度、简单有效的测温方法,本研究为激光热处理中材料表面温度测量提供了切实可行的解决方案。 展开更多
关键词 红外CCD测量 分段测量 快速自适应曝光时间算法 激光热处理
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基于最小二乘圆拟合法的三轴转台垂直度误差测试 认领
6
作者 郜晋伟 孟立新 +2 位作者 李小明 张立中 白杨杨 《中国测试》 CAS 北大核心 2020年第4期123-129,共7页
为快速准确测量三轴转台的垂直度误差,采用电子水平仪测试方位轴与水平面间的垂直度误差以及采用自准直仪与平面反射镜测试三轴转台的方位轴与俯仰轴(俯仰轴与横滚轴)的垂直度误差。研究基于最小二乘圆拟合法进行误差分析与分离以及数... 为快速准确测量三轴转台的垂直度误差,采用电子水平仪测试方位轴与水平面间的垂直度误差以及采用自准直仪与平面反射镜测试三轴转台的方位轴与俯仰轴(俯仰轴与横滚轴)的垂直度误差。研究基于最小二乘圆拟合法进行误差分析与分离以及数据处理的方法:首先通过对最小二乘圆拟合法公式进行详细的推导,得出拟合圆曲线的理想圆心及半径的估计值;其次对实测数据进行误差分析与分离;最终不仅实现三轴转台的垂直度误差的测量计算,且可以快速获得各轴系倾角回转误差的测量计算。检测结果表明,测量结果直观可靠。这种经典的测试方法简单易行,该数据处理方式可以快速便捷地获取测量结果。 展开更多
关键词 三轴转台 电子水平仪 自准直仪 垂直度误差 最小二乘圆拟合法
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较大视场超分辨望远成像光学系统设计 认领 被引量:2
7
作者 王超 史浩东 +2 位作者 李英超 付强 刘壮 《光学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第13期147-156,共10页
面向天基空间探测应用,设计了较大视场(FOV)的超分辨望远成像光学系统。对于含低旁瓣因子五环带纯相位光瞳调制器的系统,分别研究了各类像差及调制器误差对其超分辨参数的影响。指出在超分辨望远成像系统中,非对称性像差需严格抑制,而... 面向天基空间探测应用,设计了较大视场(FOV)的超分辨望远成像光学系统。对于含低旁瓣因子五环带纯相位光瞳调制器的系统,分别研究了各类像差及调制器误差对其超分辨参数的影响。指出在超分辨望远成像系统中,非对称性像差需严格抑制,而对称性像差影响较小,且可互相补偿。根据此结论,优化设计了全视场内像质均一、残留一定量球差的宽FOV大口径望远光学基底系统,加入调制器后,其在0.28°视场内具有圆整且十分相似的PSF,超分辨倍率不小于1.25,旁瓣因子小于0.1。基于超分辨望远系统特点,建立了合理的像差容限模型,有效地控制了加工成本与难度。 展开更多
关键词 光学设计 望远成像 超分辨 像差
双向大气信道激光传输的信道互易性研究 认领
8
作者 刘艺 赵义武 +3 位作者 倪小龙 娄岩 姜会林 刘智 《中国光学》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第1期140-147,共8页
在大气信道激光传输中,大气湍流对系统性能会产生较大影响,主要体现为降低传输速率和增加误码率。在具有信道互易性的双向激光传输链路中,两终端光斑信号强度的变化相关,可以在终端提取信道状态信息,以对信道影响进行补偿,从而提高传输... 在大气信道激光传输中,大气湍流对系统性能会产生较大影响,主要体现为降低传输速率和增加误码率。在具有信道互易性的双向激光传输链路中,两终端光斑信号强度的变化相关,可以在终端提取信道状态信息,以对信道影响进行补偿,从而提高传输速率。本文首先在弱湍流条件下,根据Rytov近似理论推导了平面波双向传输链路接收到的光斑信号的相关系数与传输路径的关系,并给出解析式。结果表明,两终端接收的光斑信号的光通量具有相关性,且相关系数与传输路径有关。进一步搭建了双向收发共轴激光传输系统,并进行了外场试验,试验结果不仅验证了双向大气信道激光传输链路具有互易性,且两接收端光斑信号光强的实时变化趋势相同。本文结论对实现大气信道高速率、低误码率激光传输具有重要意义。 展开更多
关键词 信道互易性 大气湍流 光通量起伏 相关系数
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单反式光端机反射镜柔性支撑参数化设计与试验 认领
9
作者 李小明 王桂冰 +2 位作者 张立中 王天宇 张天硕 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2020年第4期206-212,共7页
为保证单反式光端机指向捕获跟踪(Pointing, acquisition and tracking, PAT)时反射镜在恶劣空间环境下的面形精度,设计了一种底面开槽的柔性支撑结构。由于柔性支撑结构参数较多,为避免各参数之间严重耦合,采用正交优化方法对柔性支撑... 为保证单反式光端机指向捕获跟踪(Pointing, acquisition and tracking, PAT)时反射镜在恶劣空间环境下的面形精度,设计了一种底面开槽的柔性支撑结构。由于柔性支撑结构参数较多,为避免各参数之间严重耦合,采用正交优化方法对柔性支撑结构进行参数优化设计,再利用有限元方法对反射镜组件进行热力学特性分析。仿真分析结果表明,反射镜组件一阶频率为352.61 Hz,在1g重力和10℃温升(温降)共同作用下的最大面形误差RMS为λ/54.79(λ=623.8 nm),能够满足动、静态刚度和热尺寸稳定性要求。使用ZYGO干涉仪在(20±10)℃温度范围内对反射镜面形进行检测,结果表明,反射镜面形PV值优于λ/6,RMS优于λ/43,满足RMS≤λ/40的指标要求。实验结果表明,柔性支撑参数设计可靠,满足使用要求。 展开更多
关键词 激光通信 反射镜 柔性支撑 正交优化 参数化设计
激光通信地面站600 mm主镜径向支撑设计 认领
10
作者 李小明 张天硕 +2 位作者 张家齐 李响 张立中 《光电工程》 CAS CSCD 北大核心 2020年第9期37-43,共7页
激光通信大口径地面光端机的主要作用是与卫星建立通信链路,实现卫星与地面站之间的数据传输。某激光通信车载地面光端机600 mm主镜采用微晶材料,重量较大且工作角度不断发生变化。为保证镜面变形精度,该主镜在采用轴向背部9点支撑的基... 激光通信大口径地面光端机的主要作用是与卫星建立通信链路,实现卫星与地面站之间的数据传输。某激光通信车载地面光端机600 mm主镜采用微晶材料,重量较大且工作角度不断发生变化。为保证镜面变形精度,该主镜在采用轴向背部9点支撑的基础之上,需同时采用径向支撑结构平衡主镜在其工作角度下重力的径向分力。本文根据主镜工作角度变化,针对传统多点径向支撑结构尺寸大并易造成应力集中等问题,为平衡主镜径向重力分量,减小径向支撑结构尺寸,设计了中心轴与水银带相结合的径向支撑方案,采用有限元分析方法得出水银带参数对主镜面形的影响,优化了支撑参数并设计了支撑结构。主镜面形测试结果表明,采用本文提出的径向支撑结构后,主镜面形达到了预期效果,面形PV值优于λ/5,RMS值优于λ/37,完全满足设计要求。 展开更多
关键词 激光通信 水银带 径向支撑 中心支撑 面形误差
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空间激光通信技术发展现状及展望 认领 被引量:1
11
作者 王天枢 林鹏 +3 位作者 董芳 刘显著 马万卓 付强 《中国工程科学》 CSCD 北大核心 2020年第3期92-99,共8页
空间激光通信技术是未来空间宽带信息传输的主要通信技术,具有带宽高、传输快速便捷及成本低的优势,是解决信息传输"最后一千米"的最佳选择。本文旨在系统把握空间激光通信技术的发展脉络,系统梳理了国内外空间激光通信技术... 空间激光通信技术是未来空间宽带信息传输的主要通信技术,具有带宽高、传输快速便捷及成本低的优势,是解决信息传输"最后一千米"的最佳选择。本文旨在系统把握空间激光通信技术的发展脉络,系统梳理了国内外空间激光通信技术在星地、星间、空地、空空等链路的研究与试验验证的发展情况,总结了激光通信技术在捕获跟踪、通信收发、大气补偿和光机设计等方向的关键技术研究热点。在此基础上,面向未来需求,归纳了空间激光通信技术在高速率、网络化、多用途、一体化、多谱段5个方面的发展趋势。为进一步推动空间激光通信技术研究和产业化的发展,本文从实施基础研究计划、重视核心元器件研发、积极参与国际技术标准的制定以及引导相关产业发展4个方面提出了发展建议,以期更好地促进我国空间激光通信技术的成果转化和应用。 展开更多
关键词 空间激光通信 天地一体化信息网络 高速率 激光组网 一对多激光通信
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潜望式激光通信终端的扰动抑制与动态跟踪方法 认领
12
作者 张敏 李勃 +1 位作者 滕云杰 姜会林 《兵工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第12期2486-2494,共9页
潜望式激光通信终端系统内部执行机构的力矩脉动以及外部扰动等因素,会影响通信链路建立过程中伺服系统的跟踪精度与稳定性。为提高伺服系统的抗干扰能力与跟踪性能,采用降低执行结构的力矩波动、提升系统运行速度平稳性的方法,对系统... 潜望式激光通信终端系统内部执行机构的力矩脉动以及外部扰动等因素,会影响通信链路建立过程中伺服系统的跟踪精度与稳定性。为提高伺服系统的抗干扰能力与跟踪性能,采用降低执行结构的力矩波动、提升系统运行速度平稳性的方法,对系统的低速平稳性以及动态跟踪过程进行测试和分析;通过通信终端控制系统的动态跟踪实验,验证控制策略的有效性。实验结果表明:在最大速度为0.131°/s、最大加速度分别为0.137°/s 2、0.329°/s 2的平台扰动条件下,方位轴和俯仰轴的粗精复合跟踪精度都可以达到2μrad以内,验证了通信终端伺服系统的抖动抑制能力及其系统的动态跟踪性能。 展开更多
关键词 潜望式激光通信 通信终端 扰动抑制 动态跟踪 伺服系统
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基于迭代学习控制的潜望式激光通信终端系统的动态跟踪设计 认领
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作者 张敏 李勃 滕云杰 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2020年第10期195-202,共8页
为提高潜望式激光通信终端伺服系统的动态跟踪性能,针对基于永磁同步电机的二维伺服转台的控制系统进行了设计。通过采取空间矢量控制方法实现电机的解耦控制,建立控制模型并完成了各控制回路的设计。针对动目标跟踪设计了迭代学习控制... 为提高潜望式激光通信终端伺服系统的动态跟踪性能,针对基于永磁同步电机的二维伺服转台的控制系统进行了设计。通过采取空间矢量控制方法实现电机的解耦控制,建立控制模型并完成了各控制回路的设计。针对动目标跟踪设计了迭代学习控制方法以提高通信终端的动态跟踪性能,并对控制系统的速度阶跃响应进行测试,分析通信终端系统的低速平稳性。最后,搭建了4.62 km激光通信的动态跟踪实验,利用六自由度转台模拟平台抖动,为动态跟踪验证实验创造外部平台扰动条件。实验结果表明:通信终端系统速度阶跃响应的稳态误差为±0.02 (°)/s,表明伺服系统速度回路具有较快的动态响应特性和较高的稳态精度,在最大加速度为0.219 (°)/s~2的正弦波扰动条件,二维伺服转台的动态粗跟踪精度可以达到62μrad,粗精复合跟踪精度优于2μrad,验证了通信终端伺服系统的有效性及其动态跟踪性能,为进一步提高终端系统的跟踪精度奠定基础。 展开更多
关键词 空间激光通信 激光通信终端 伺服控制 迭代学习控制 动态跟踪
基于双Wollaston棱镜的静态光谱偏振成像系统设计 认领
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作者 赵义武 段云 +5 位作者 李英超 史浩东 江伦 王超 刘壮 李冠霖 《兵工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第8期1658-1664,共7页
针对传统光谱偏振成像系统存在的结构复杂或有运动部件等问题,提出一种基于双Wollaston棱镜的静态光谱偏振成像系统结构。根据Stokes光谱调制理论,并利用双Wollaston棱镜的偏振特性与分光原理,设计了含有双Wollaston棱镜的静态光谱偏振... 针对传统光谱偏振成像系统存在的结构复杂或有运动部件等问题,提出一种基于双Wollaston棱镜的静态光谱偏振成像系统结构。根据Stokes光谱调制理论,并利用双Wollaston棱镜的偏振特性与分光原理,设计了含有双Wollaston棱镜的静态光谱偏振成像系统。系统前置望远系统采用像方远心设计,后置偏振光谱分光系统采用物方远心设计,以实现光瞳匹配;整体结构均选用球面镜,且无运动部件,可同时获取目标的光谱和偏振信息,系统工作波段为450~900nm,焦距为275mm,口径为90mm,视场角为2.35°.分析结果表明:系统全视场调制传递函数在奈奎斯特频率90lp/mm处优于0.55,成像质量接近衍射极限,满足成像需求。 展开更多
关键词 光谱偏振 双Wollaston棱镜 仿真设计
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2.1μm可调谐多波长掺钬光纤激光器 认领 被引量:1
15
作者 于秀明 丁云飞 +3 位作者 马万卓 赵得胜 刘润民 王天枢 《应用光学》 CAS CSCD 北大核心 2019年第3期500-504,共5页
为了实现2.1μm波段光纤激光器输出多波长激光,设计了一种基于光纤Sagnac干涉仪的可调谐多波长掺钬光纤激光器。采用1.9μm波段掺铥光纤激光器泵浦一段长3 m的掺钬石英光纤,获得2.1μm波段的光放大;环形腔中,由保偏光纤和偏振控制器构... 为了实现2.1μm波段光纤激光器输出多波长激光,设计了一种基于光纤Sagnac干涉仪的可调谐多波长掺钬光纤激光器。采用1.9μm波段掺铥光纤激光器泵浦一段长3 m的掺钬石英光纤,获得2.1μm波段的光放大;环形腔中,由保偏光纤和偏振控制器构成的光纤Sagnac干涉仪,实现2.1μm波段周期滤波,获得了2.1μm波段多波长激光,输出功率1 mW~15 mW可调谐,最多可观测到6个波长的激光输出。通过调节环形腔内偏振控制器,能够实现2.1μm波段1~6个波长的调谐。 展开更多
关键词 光纤激光器 掺钬光纤(HDF) 掺铥光纤激光器 SAGNAC干涉仪 多波长
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空间信息网络与激光通信发展现状及趋势 认领 被引量:12
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作者 姜会林 付强 +1 位作者 赵义武 刘显著 《物联网学报》 2019年第2期1-8,共8页
天地一体化信息网络是科技强国的重要标志,根据国家整体规划,到2030年将建成全球覆盖、按需服务、随域接入、安全可信的信息网络,服务国防建设和社会发展。空间激光通信是实现信息高速传输和保密安全的重要手段,将在构建天地一体化网络... 天地一体化信息网络是科技强国的重要标志,根据国家整体规划,到2030年将建成全球覆盖、按需服务、随域接入、安全可信的信息网络,服务国防建设和社会发展。空间激光通信是实现信息高速传输和保密安全的重要手段,将在构建天地一体化网络中发挥重要作用。首先从概念内涵与系统架构、研究现状与发展趋势、总体目标与主要难点3个方面介绍了天地一体化网络,然后总结了空间激光通信的概念和特点、研究现状和发展趋势,以期为我国天地一体化信息网络的构建提供有益参考。 展开更多
关键词 天地一体化 空间信息网络 激光通信 卫星
潜望式激光通信端机记忆合金驱动解锁机构 认领
17
作者 孟令臣 孟立新 +2 位作者 张立中 赵洪刚 张轶群 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2019年第12期63-68,共6页
针对潜望式激光通信端机伺服转动系统锁紧需求,提出了一种基于形状记忆合金(SMA)丝的解锁机构。保证在卫星发射过程中,激光通信端机稳定锁定。该机构利用弹簧分力实现锁紧,加热记忆合金丝输出回复应力驱动实现解锁;对解锁机构进行优化设... 针对潜望式激光通信端机伺服转动系统锁紧需求,提出了一种基于形状记忆合金(SMA)丝的解锁机构。保证在卫星发射过程中,激光通信端机稳定锁定。该机构利用弹簧分力实现锁紧,加热记忆合金丝输出回复应力驱动实现解锁;对解锁机构进行优化设计,利用杠杆原理实现了锁紧力与锁紧位移的优化;分析了解锁机构锁紧力与解锁力之间的平衡关系;实验测定分析解锁时间与供电电压电流的关系;研制了原理样机并进行了高温、振动冲击等航天环境地面试验。实验结果显示,该机构可提供1000N的锁紧力,在90℃以下均可保证稳定可靠锁紧,解锁时间可稳定到3s内。该机构的功能及稳定性满足星载激光通信端机发射需求。 展开更多
关键词 解锁机构 记忆合金丝 弹簧 解锁力 锁紧力
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双凸轮和不完全齿轮传动机构设计 认领 被引量:1
18
作者 张晓瑞 张立中 李小明 《长春理工大学学报:自然科学版》 2019年第4期9-14,21共7页
以GEO对地激光通信为背景,根据星地激光通信系统任务的要求,对传动机构进行研究与分析。首先对传动方式进行调研,受粗精复合跟踪结构的启发,根据任务指标要求提出并设计了一种双凸轮与不完全齿轮相结合的传动机构。该传动机构在保证传... 以GEO对地激光通信为背景,根据星地激光通信系统任务的要求,对传动机构进行研究与分析。首先对传动方式进行调研,受粗精复合跟踪结构的启发,根据任务指标要求提出并设计了一种双凸轮与不完全齿轮相结合的传动机构。该传动机构在保证传动精度的同时进行间歇运动,并在11°范围内进行角度调整。然后对双凸轮和不完全齿轮传动机构自锁性能进行验证,经过验证系统靠自身摩擦即可实现自锁。最后分析机构运转时电机所需扭矩的大小情况。经过理论分析与计算,该传动机构符合任务要求,并具有降低系统功耗和提高系统寿命的优点。 展开更多
关键词 激光通信 双凸轮 不完全齿轮 传动机构
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星载激光通信端机可重复锁紧/解锁机构设计 认领 被引量:1
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作者 孟立新 孟令臣 +3 位作者 李小明 张家齐 迟铁 张立中 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第7期1544-1551,共8页
针对星载激光通信端机伺服转动系统在轨期间多次锁紧/解锁需求,提出了一种基于形状记忆合金(SMA)丝的可重复锁紧/解锁机构。首先,分析了重复锁紧/解锁机构利用弹簧分力实现锁紧和SMA丝输出回复应力实现解锁的工作原理,利用杠杆原理优化... 针对星载激光通信端机伺服转动系统在轨期间多次锁紧/解锁需求,提出了一种基于形状记忆合金(SMA)丝的可重复锁紧/解锁机构。首先,分析了重复锁紧/解锁机构利用弹簧分力实现锁紧和SMA丝输出回复应力实现解锁的工作原理,利用杠杆原理优化了锁紧力与锁紧位移;其次,仿真分析了锁紧力与解锁力之间的平衡关系,以及锁紧力对整机模态的影响;最后,研制了原理样机,实验验证了解锁力、解锁时间与供电电流的关系、重复锁紧/解锁功能,以及高温、振动等航天环境对锁紧机构可靠性影响等问题。实验结果显示,该机构可提供1000N锁紧力,在输入12V/3A电源时,最大解锁时间不超过2s,在环境温度90℃以下可保证稳定可靠锁紧,并可实现多次重复锁紧/解锁。该机构具有轻小型、低冲击、可重复、低功耗优点,满足星载激光通信端机多次锁紧/解锁需求,应用潜力巨大。 展开更多
关键词 解锁机构 记忆合金丝 可重复 弹簧 解锁力
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激光通信用潜望式跟瞄转台伺服系统设计 认领
20
作者 龚文 张立中 +1 位作者 白杨杨 王天宇 《长春理工大学学报:自然科学版》 2019年第6期7-14,共8页
在卫星激光通信的背景下,为了实现潜望式卫星通信终端对大口径地面站发出的目标光束的快速捕获和精确跟踪,需要具有潜望式通信终端伺服系统的跟踪精度高、低速平稳性好的性能。为此,从两个方面来保证潜望式通信终端的跟踪性能,一是设计... 在卫星激光通信的背景下,为了实现潜望式卫星通信终端对大口径地面站发出的目标光束的快速捕获和精确跟踪,需要具有潜望式通信终端伺服系统的跟踪精度高、低速平稳性好的性能。为此,从两个方面来保证潜望式通信终端的跟踪性能,一是设计了基于ARM和FPGA的伺服控制器,建立基础空间矢量控制的三闭环控制策略,二是建立基于潜望式结构的自动跟踪模型。根据永磁同步电机磁场定向控制原理(FOC)和空间矢量控制原理(SVPWM),进行了相关的硬件设计和控制算法设计。另由于潜望式跟踪结构在对目标光束进行跟踪时存在方位轴与俯仰轴的耦合关系,因此需要利用光学矩阵和转轴的旋转矩阵建立潜望式跟踪转台的自动跟踪模型。之后将单轴电机控制系统与自动跟踪模型相结合,实现潜望式通信终端对目标光束的精确跟踪。实验结果证明:本潜望式跟瞄转台伺服控制系统能够满足跟踪精度和低速平稳性的要求,并且根据建立的自动跟踪模型,实现对目标光束的精确跟踪,满足星间激光通信的高精度粗跟踪要求。 展开更多
关键词 激光通信 ARM FPGA 潜望式跟踪转台
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