LMK航空摄影机前向运动补偿控制系统分析与设计
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摘要
本文详细论述了LMK航空摄影机前向运动补偿控制系统的工作原理和实现方法，指出前向运动补偿控制系统是实现高分辨力摄影的关键。
文章首先系统的概述了航空摄影机的分类方法、发展历史、设计特点，重点突出了本文所涉及的LMK航空摄影机前向运动补偿控制系统的由来、方法及其基本技术要求。
前向运动补偿控制系统实际上是采用了锁相控制技术的速度控制系统，论文详细论述了锁相控制技术的基本原理和实现方法。通过对LMK航空摄影机原像移补偿系统自身特点的分析，本人建立起了整个补偿控制系统的数学模型，在此基础上，论文从时域和频域两个角度出发，系统地评价了原系统的控制精度、同步时间、同步范围等工作性能参数，从而为前向运动补偿控制系统的再设计工作确定了技术经济指标和主要的控制参数。
在对LMK航空摄影机像移补偿控制系统的再设计工作中，本人设计出了新的补偿电路线路板，并进行了几项典型的实验研究和前向运动补偿效果评价，经过外场飞行试验，进一步证明了该设计的可靠性、可行性、实用性。
最后，本人利用TMS320F240DSP处理器的部分资源，对前向运动补偿控制系统的软件实现方法进行了研究和探讨，取得了较为满意的控制效果，为今后航空摄影机电控系统的设计工作打下了基础。
In this paper, forward motion compensation technology for LMK Aerial Survey camera is discussed in detail.lt is illustrated that forward motion compensation is the key techonology for air photography with high resolution.
At first, the history and the classification methods of Aerial Survey camera is introduced. In allusion to LMK Aerial Survey camera.this paper introduced the target of the Image motion compensation.
This paper analyses the applied characteristic of Phase-locked loops(PLL) for the forward motion compensation technology of LMK Aerial Survey camera. According to the analysis , a new style PCB is produced.
The realization by software for the forward motion compensation is discussed in this paper, which is realized by the TI prduction TMS320F240. The control effect is satisfactory. We could have it as the foundation for the Aerial Survey camera redesign.
The performance of the collectivity is analysed finally, the effect of forward motion compensation is estimated. The equivalent residual image motion of the compensation control system is very small. Facts have proved that the design is simple, practical and feasible.
文章首先系统的概述了航空摄影机的分类方法、发展历史、设计特点，重点突出了本文所涉及的LMK航空摄影机前向运动补偿控制系统的由来、方法及其基本技术要求。
前向运动补偿控制系统实际上是采用了锁相控制技术的速度控制系统，论文详细论述了锁相控制技术的基本原理和实现方法。通过对LMK航空摄影机原像移补偿系统自身特点的分析，本人建立起了整个补偿控制系统的数学模型，在此基础上，论文从时域和频域两个角度出发，系统地评价了原系统的控制精度、同步时间、同步范围等工作性能参数，从而为前向运动补偿控制系统的再设计工作确定了技术经济指标和主要的控制参数。
在对LMK航空摄影机像移补偿控制系统的再设计工作中，本人设计出了新的补偿电路线路板，并进行了几项典型的实验研究和前向运动补偿效果评价，经过外场飞行试验，进一步证明了该设计的可靠性、可行性、实用性。
最后，本人利用TMS320F240DSP处理器的部分资源，对前向运动补偿控制系统的软件实现方法进行了研究和探讨，取得了较为满意的控制效果，为今后航空摄影机电控系统的设计工作打下了基础。
In this paper, forward motion compensation technology for LMK Aerial Survey camera is discussed in detail.lt is illustrated that forward motion compensation is the key techonology for air photography with high resolution.
At first, the history and the classification methods of Aerial Survey camera is introduced. In allusion to LMK Aerial Survey camera.this paper introduced the target of the Image motion compensation.
This paper analyses the applied characteristic of Phase-locked loops(PLL) for the forward motion compensation technology of LMK Aerial Survey camera. According to the analysis , a new style PCB is produced.
The realization by software for the forward motion compensation is discussed in this paper, which is realized by the TI prduction TMS320F240. The control effect is satisfactory. We could have it as the foundation for the Aerial Survey camera redesign.
The performance of the collectivity is analysed finally, the effect of forward motion compensation is estimated. The equivalent residual image motion of the compensation control system is very small. Facts have proved that the design is simple, practical and feasible.
引文
[1]杨力中等，航天技术，北京：中国科技出版社，1994
[2]何克忠等，计算机控制系统分析与设计，北京：清华大学出版社，1988
[3]张仪芳等，高频电子线路，，哈尔滨工业大学出版社，1996
[4]谭建武等，电机控制专用集成电路，机械工业出版社，1997
[5]熊世和等，机电系统计算机控制工程，电子科技大学出版社，1999
[6]胡寿松，自动控制原理，国防工业出版社，1994
[7]高致允等，军用光电系统，北京理工大学出版社，1995
[8]陈伯时等，自动控制系统，机械工业出版社，1998
[9]王化翔等，传感器原理及应用，天津大学出版社，1988
[10]Dana F. Geiger, Phaselock Loops for DC Motor Speed Control,John Wiley & Sons. Inc, 1976
[11]杨兴瑶，电机调速的原理与系统，水利电力出版社，1979
[12]A．C．库奇科，航空摄影学(原理与质量评价)，测绘出版社，1982
[13]李德熊，航空摄影，科学出版社，1980
[14]沈雷，CMOS集成电路原理及应用，光明日报出版社，1988
[15]中国人民解放军57653部队九室，LMK航空摄影机，1988
[16]刘海，光栅角位移角速度角加速度测量仪，电子技术应用，1997年第一期
[17]李华等，光栅编码器输出脉冲抖动的去除，电子技术，1995年第12期
[18]施宗平，数字存储示波器，电子技术应用，1987年第3期
[19]赵德满，数字锁相环电路的分析与试验，电子技术应用，1986年第5期
[21] Geiger, Dana F."Velocity Control of DC Motors by Use of Phaselock Servo Techniques." Application Note. New York: Kollmorgen Corporation, 1973
[22] Gardner, Floyd M. Phaselock Techniques. New York: John Wiley & Sons,Inc., 1979
[23] Gardner, Floyd M. Phaselock Techniques. New York: John Wiley & Sons,Inc., 1966
[24] DelToro,Vincent and Parker, Syney R. principles of Control Systems Engineering. New York: McGraw-hill, Inc., 1960
[25] DiStefano, Joseph, Stubberud, Allen, and Williams, Ivan. Theroy and Problems of Feedback and Control Systems.New York: Schaum Publishing Co., 1967
[26] 薛定宇，控制系统计算机辅助设计——MATLAB语言及应用，北京：清华大学出版社，1996
[2]何克忠等，计算机控制系统分析与设计，北京：清华大学出版社，1988
[3]张仪芳等，高频电子线路，，哈尔滨工业大学出版社，1996
[4]谭建武等，电机控制专用集成电路，机械工业出版社，1997
[5]熊世和等，机电系统计算机控制工程，电子科技大学出版社，1999
[6]胡寿松，自动控制原理，国防工业出版社，1994
[7]高致允等，军用光电系统，北京理工大学出版社，1995
[8]陈伯时等，自动控制系统，机械工业出版社，1998
[9]王化翔等，传感器原理及应用，天津大学出版社，1988
[10]Dana F. Geiger, Phaselock Loops for DC Motor Speed Control,John Wiley & Sons. Inc, 1976
[11]杨兴瑶，电机调速的原理与系统，水利电力出版社，1979
[12]A．C．库奇科，航空摄影学(原理与质量评价)，测绘出版社，1982
[13]李德熊，航空摄影，科学出版社，1980
[14]沈雷，CMOS集成电路原理及应用，光明日报出版社，1988
[15]中国人民解放军57653部队九室，LMK航空摄影机，1988
[16]刘海，光栅角位移角速度角加速度测量仪，电子技术应用，1997年第一期
[17]李华等，光栅编码器输出脉冲抖动的去除，电子技术，1995年第12期
[18]施宗平，数字存储示波器，电子技术应用，1987年第3期
[19]赵德满，数字锁相环电路的分析与试验，电子技术应用，1986年第5期
[21] Geiger, Dana F."Velocity Control of DC Motors by Use of Phaselock Servo Techniques." Application Note. New York: Kollmorgen Corporation, 1973
[22] Gardner, Floyd M. Phaselock Techniques. New York: John Wiley & Sons,Inc., 1979
[23] Gardner, Floyd M. Phaselock Techniques. New York: John Wiley & Sons,Inc., 1966
[24] DelToro,Vincent and Parker, Syney R. principles of Control Systems Engineering. New York: McGraw-hill, Inc., 1960
[25] DiStefano, Joseph, Stubberud, Allen, and Williams, Ivan. Theroy and Problems of Feedback and Control Systems.New York: Schaum Publishing Co., 1967
[26] 薛定宇，控制系统计算机辅助设计——MATLAB语言及应用，北京：清华大学出版社，1996