| 题名 | 高分辨率宽幅红外相机扫描控制技术研究 |
| 作者 | 吕娴娜 |
| 答辩日期 | 2012-05-29 |
| 文献子类 | 博士 |
| 授予单位 | 中国科学院研究生院 |
| 导师 | 薛永祺 ; 刘银年 |
| 关键词 | 摆扫 扫描线性度 扫描效率 永磁同步电机 |
| 学位专业 | 电路与系统 |
| 英文摘要 | 宽幅高分辨率是未来成像系统的发展趋势。由于光学口径，制冷技术以及长线列/面阵探测器的限制，为提高系统空间分辨率和覆盖率能力，红外多光谱相机普遍采用光机扫描系统。扫描系统作为红外相机的关键组成部分，工作状态的优劣直接影响到红外相机的最终性能。摆扫成像具有高扫描效率的优点，研究摆扫控制技术，追求扫描系统高线性度和高效率可以一定程度上提高系统成像质量。高线性度可以减小图像畸变；提高扫描系统的扫描效率可以增加探测器的驻留时间，从而提高系统的辐射灵敏度。通过分析地球自转对扫描成像的影响及系统指标，确定了单向扫描成像的方式，并确定以永磁同步电机和光电编码器作为扫描驱动部件。对扫描控制技术路线进行了分析和仿真。建立永磁同步电机数学模型，对系统中的电流环、速度环和位置环进行分析、设计和仿真，并给出一种新型的基于积分预测的抗饱和PID控制器的设计方法，并通过与常用的抗饱和PID控制器仿真对比，证明能获得更好的性能。分析了SVPWM的实现方式以及死区设置对系统的影响，并提出了死区时间的补偿方式。分析了系统关键参数的处理方法，其中详细分析了电流测量误差引起的电流波动，并采用了一种基于电气角周期积分的在线补偿方法，实验结果证实补偿效果较为明显。完成了DSP控制器为核心的控制系统电子学设计，最终实现了一套高扫描效率高精度的扫描驱动控制系统。通过系统性能测试与分析得到，在负载惯量0.047kgm2,扫描周期2.2s，有效扫描角度30°的情况下，摆镜扫描效率达到81.8%，扫描速度线性度优于1%，周期稳定度优于7 ×10-4，符合设计要求。在论文的最后，就进一步完善控制系统的性能和可靠性，提出了几点建议。 |
| 学科主题 | 红外系统与元部件 |
| 公开日期 | 2012-09-11 |
| 内容类型 | 学位论文 |
| 源URL | [http://202.127.1.142/handle/181331/5432]  |
| 专题 | 上海技术物理研究所_上海技物所 |
| 推荐引用方式 GB/T 7714 | 吕娴娜. 高分辨率宽幅红外相机扫描控制技术研究[D]. 中国科学院研究生院. 2012. |
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