董登峰
- 作品数：17 被引量：118H指数：6
- 供职机构：中国科学院光电研究院更多>>
- 发文基金：国家重大科学仪器设备开发专项中国科学院科研装备研制项目国家自然科学基金更多>>
- 相关领域：自动化与计算机技术电子电信机械工程一般工业技术更多>>
- 激光跟踪仪精密跟踪系统的设计被引量：42
- 2016年
- 对激光跟踪仪的跟踪伺服控制系统进行了整体研究并给出了总体设计方案。针对跟踪目标的精密探测问题,研究了新型探测手段以及微弱光电信号的精细调理技术与数字滤波方法,使得脱靶量探测稳定性优于±2.0μm。针对跟踪角度精密测量问题,设计了圆光栅数据采集系统,实现了角度脉冲的细分、辨向与准确计数;基于谐波分析方法建立了跟踪过程中的误差补偿模型,将角度测量精度由3.5″提高到1.5″。建立了跟踪伺服电机的数学模型,分析了电流环在跟踪控制中的作用机理,提出了电流、速度、位置三闭环控制结构和复合跟踪控制策略。跟踪实验表明:系统最远跟踪距离不小于41.7m,跟踪速度不低于2.0m/s。该项技术还能为空间动态目标跟踪、激光通信等提供有益借鉴。
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- 关键词：激光跟踪仪跟踪控制
- 飞秒激光跟踪仪跟踪脱靶量零位标定方法被引量：3
- 2017年
- 飞秒激光跟踪仪通过PSD探测脱靶量实现目标跟踪,脱靶量零位是跟踪激光指向反射靶球的中心时反射激光在PSD上输出的光斑位置,跟踪时以脱靶量零位作为基准计算目标脱靶量,因此如何准确标定脱靶量零位是仪器实现精确测量的前提。文中在分析角反射器特性的基础上,结合仪器自身特点提出了一种基于角反射器的飞秒激光跟踪仪跟踪脱靶量零位标定方法。分析了脱靶量零位误差对仪器指向精度的影响;建立了跟踪脱靶量标定误差模型;根据仪器结构设计和轴系几何误差对脱靶量零位标定方法进行了仿真,结果显示,其误差小于17.8μm,当目标距离仪器10 m时,仪器的指向误差小于1.1″,该结果对系统误差补偿模型建立奠定了基础。最后,基于实际装置对仪器的脱靶量零位进行了标定,为后续仪器的动态测量提供了跟踪基准。
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- 关键词：角反射器
- 基于PSD的激光跟踪仪光电瞄准技术应用与研究被引量：4
- 2015年
- 光电瞄准与定位技术是空间运动目标动态跟踪测量的关键技术,起到目标捕获与运动位置偏差精确指向作用。基于光电位置传感器(PSD)对激光跟踪仪的光电瞄准和跟踪定位控制技术进行了分析研究与设计,提出了光电瞄准控制方案,设计了探测光路,分析了PSD误差修正与信号处理。经过实际样机测试,静态定位测量精度达到6μm,随机动态跟踪测量速度大于1 m/s。
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- 关键词：PSD
- 双向运转混合锁模掺铒光纤激光器被引量：4
- 2016年
- 构建了基于混合锁模机制的双向运转掺铒光纤激光器。激光器采用σ型腔,腔内无隔离装置,以反射式半导体可饱和吸收镜和非线性偏振旋转效应为混合锁模机制,通过精细调节聚焦到半导体可饱和吸收镜上的激光光斑大小和腔内波片的角度,实现了稳定的自启动双向锁模运转。激光器运转在孤子锁模状态,腔内双向运转的2个脉冲分别由2个偏振分束器耦合输出。输出的2个脉冲序列重复频率相同,为60.72 MHz;逆时针、顺时针方向输出功率分别为23.7mW和1.3mW,信噪比分别为67.5dB和66.5dB。逆时针、顺时针方向输出功率相差较大,这是由采用的锁模机制造成的。
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- 关键词：激光器光纤激光器非线性偏振旋转
- 激光跟踪仪角度采集系统设计及误差修正研究被引量：3
- 2014年
- 高精度的角度采集和测量是激光跟踪仪实现跟踪和精密测量的关键。针对激光跟踪仪中采用的圆光栅编码器,本文介绍了一种基于FPGA的数据采集系统的设计与实现方法。该采集系统分为滤波、计数、通信三大模块。数字滤波模块用于消除跟踪控制过程中跟踪头振动、抖动产生的信号干扰;计数模块实现方波脉冲的倍频、辨向及计数;通信模块实现跨时钟域的数据传输。系统通过Modelsim仿真及实验测试验证了方法的可行性与可靠性。采用谐波分析方法对角度误差进行了修正,测量误差由3.5″降低到1.5″。本文设计的角度采集系统及谐波分析误差修正方法具有一定的通用性,可广泛应用于相关领域。
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- 关键词：激光跟踪仪数据采集谐波分析
- 基于FPGA的圆光栅编码器数据采集系统设计被引量：6
- 2012年
- 介绍了一种基于FPGA的圆光栅编码器数据采集系统的设计方法。通过分析圆光栅的实际工作情况,将系统分为三大模块,详细阐述了滤波模块实现消除高频信号干扰,计数模块实现四倍频、辨向与脉冲计数,以及数据通信模块实现跨时钟域数据传输功能的具体方法。最后通过Modelsim仿真验证了系统设计的可行性与可靠性。本系统具有高集成、可扩展、便于移植的特点,可广泛应用于相关领域。
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- 关键词：现场可编程门阵列圆光栅数字滤波
- 基于位置敏感器件的高精度激光位置检测系统被引量：15
- 2016年
- 光电非接触式测量方法对实现微位移测量具有重要意义,位置敏感器件(PSD)是实现光斑位置探测的传感器件,其探测精度以及基于该器件的数据处理方法直接影响位置测量精度。依据PSD各电极输出的光电流大小反比于入射光位置到各电极之间距离的工作原理,设计了二维激光位置检测系统方案。为了提高PSD输出微弱电流信号的稳定性和位置探测精度,重点研究了信号调理电路设计、参数匹配、滤波方法与实时并行计算方法。实验结果表明:在±2mm方形区域内,基于PSD所设计的探测系统单点稳定性精度优于2μm,能够满足依托项目中激光跟踪仪对空间目标准确定位的要求以及基于激光位置检测的高精度实时微位移测量相关应用的需求。
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- 关键词：信号处理
- 气动热效应地面模拟装置光学窗口设计与评价
- 2016年
- 气动热效应地面模拟装置是航空载荷成像性能地面检测设备的核心部分。本文设计了一种光学窗口用于气动热效应地面模拟装置,使用理论计算与模型仿真相结合的方式,严谨地阐述气动环境下光学窗口的设计理论。首先使用计算流体动力学理论(Computational Fluid Dynamics,CFD)进行仿真,计算给定条件下的气动压力和温度值,给出最严苛的条件值;然后根据经典强度理论和断裂力学理论,提出光学材料加工工艺要求,并设计窗口满足安全使用要求的厚度;最后依据流固热耦合仿真分析,验证设计的合理性,并依据导致载荷光学成像质量下降程度的变形量优化窗口的厚度。
- 王国名董登峰崔成君范达明星周维虎
- 关键词：光学窗口
- 高空高速环境热光学分析及光学窗口设计被引量：10
- 2016年
- 为提高高空高速环境下机载光谱相机光学系统的成像性能，分析了飞行高度对光学窗口面型变形的影响，合理设计光学窗口厚度。基于有限元流固耦合、流热耦合模型，仿真高空高速环境下气动压力、气动热载荷对光学窗口的作用，分析了飞行高度对不同厚度光学窗口面型变形的影响；初步选择光学窗口厚度，利用Zernike多项式对该光窗面型变形进行拟合并输入光学软件，以MTF及波相差为评价指标，分析了光学窗口变形对光学系统成像性能的影响，最终确定合理的光学窗口厚度。结果表明：飞行器在5～30 km高空以3 Ma速度、5毅攻角飞行时，口径200 mm的光学窗口合理设计厚度为15 mm。为不同飞行高度范围光学窗口厚度的选择及优化提供了一定依据。
- 范达明星刘昕悦王国名郭文记黄旻董登峰
- 关键词：气动效应光学窗口有限元分析
- 基于PSD的微位移测量系统研究被引量：3
- 2015年
- 为了提高激光跟踪仪的跟踪精度,改善激光跟踪仪性能,根据测量光斑在PSD上的坐标可实现光斑位移测量的原理,研究了提高微位移测量精度的方法,设计出一种由PSD传感器、ADS8556模数转换器和TMS320F28335数字信号处理器构成的高性能微位移测量系统。该系统在硬件设计中引入二阶有源低通滤波器消除了部分噪声干扰;在软件设计中通过误差补偿和数字滤波进一步提高了数据可靠性。加入抗干扰设计后,获得的二维坐标波动量峰峰值均在6μm以内。实验表明,该系统可获得高精度的光斑坐标,为激光跟踪仪精密跟踪奠定良好基础。
- 程意董登峰周维虎卢荣胜林心龙
- 关键词：微位移测量位置敏感探测器TMS320F28335
