光电系统扰动隔离度指标测试方法

合集下载

传导抗扰度测试标准

传导抗扰度测试标准

传导抗扰度测试标准传导抗扰度测试是指在特定条件下,测定材料或产品在传导过程中对外界干扰的抵抗能力。

这一测试标准在工程、电子、通信等领域具有重要意义,对于保障产品的稳定性和可靠性具有重要意义。

下面将介绍传导抗扰度测试的标准内容及其相关要点。

首先,传导抗扰度测试标准的内容主要包括测试方法、测试条件、测试设备、测试步骤、测试结果评定等几个方面。

其中,测试方法是指根据具体产品的特点和使用环境,确定测试的具体方法和步骤;测试条件是指确定测试时的环境条件,如温度、湿度、电磁场强度等;测试设备是指进行测试所需的设备和仪器,包括发生器、示波器、天线等;测试步骤是指按照规定的程序进行测试,并记录测试数据;测试结果评定是指根据测试数据对产品的传导抗扰度进行评定和判定。

其次,传导抗扰度测试标准的要点包括测试对象、测试范围、测试要求等几个方面。

测试对象是指需要进行传导抗扰度测试的具体产品或材料,可以是电子设备、通信设备、电气设备等;测试范围是指测试的具体内容和范围,包括传导抗扰度的频率范围、干扰源的种类和强度、传导路径等;测试要求是指测试过程中需要满足的要求,包括测试环境的稳定性、测试设备的准确性、测试数据的可靠性等。

再次,传导抗扰度测试标准的制定需要考虑到产品的特点和使用环境,以及国家和行业的相关标准和规定。

在制定传导抗扰度测试标准时,需要充分调研和分析产品的使用环境和传导路径,确定测试的具体方法和步骤;同时,还需要参考国家和行业的相关标准和规定,确保测试标准的科学性和合理性。

最后,传导抗扰度测试标准的执行需要严格按照相关要求进行,确保测试结果的准确性和可靠性。

在执行传导抗扰度测试标准时,需要严格控制测试环境和测试设备,确保测试过程的稳定性和可重复性;同时,还需要对测试数据进行准确记录和分析,确保测试结果的可靠性和科学性。

总之,传导抗扰度测试标准对于保障产品的稳定性和可靠性具有重要意义,制定和执行科学合理的测试标准是确保产品质量的关键。

隔离电源共模干扰指标测试 -回复

隔离电源共模干扰指标测试 -回复

隔离电源共模干扰指标测试-回复关于隔离电源共模干扰指标测试的文章隔离电源是一种广泛应用于电子设备中的电源装置,它的主要功能是将输入电源和输出电路之间的电气连接完全隔离,以保护设备免受电源部分的干扰。

在实际应用中,隔离电源的共模干扰指标非常重要,它直接影响到设备的稳定性和工作性能。

本文将介绍隔离电源共模干扰指标的测试方法和步骤。

首先,我们需要了解什么是共模干扰。

共模干扰是指输入信号同时作用于隔离电源的两个输入端,通过隔离电源的内部部件传导或辐射到输出端,从而影响到输出信号的干扰。

共模干扰一般包括传导共模干扰和辐射共模干扰两种。

接下来,我们将介绍如何测试隔离电源的共模干扰指标。

首先,我们需要准备好测试设备和测试环境。

测试设备包括信号发生器、示波器、共模干扰测试仪等。

测试环境需要保持稳定,避免其他外界干扰。

第一步是进行传导共模干扰测试。

在测试前,我们需要将输入信号和地线接地并连接到隔离电源的输入端。

然后,我们将信号发生器连接到隔离电源的另一个输入端上,并设置合适的频率和幅值。

接下来,我们将示波器连接到隔离电源的输出端,并观察示波器上的输出信号。

如果输出信号中存在与输入信号相同频率的干扰信号,说明隔离电源的传导共模干扰较大。

第二步是进行辐射共模干扰测试。

在测试前,我们需要将信号发生器和示波器远离隔离电源,并通过适当的接线将它们与隔离电源连接。

然后,我们将信号发生器设置为合适的频率和幅值,然后打开示波器,观察示波器上的输出信号。

如果输出信号中存在与输入信号相同频率的干扰信号,说明隔离电源的辐射共模干扰较大。

在测试过程中,我们还可以进行进一步的分析和探索。

例如,可以改变输入信号的频率和幅值,观察共模干扰的变化情况。

此外,还可以采取一些措施来减小共模干扰,如增加隔离电源的滤波电容、优化地线的连接等。

总结一下,隔离电源共模干扰指标的测试是一项关键的测试工作,它直接影响到设备的稳定性和工作性能。

通过传导和辐射共模干扰测试,我们可以了解隔离电源在不同工作条件下的共模干扰水平,并采取相应的措施来改进设备的质量和性能。

LED光电特性的测试方案

LED光电特性的测试方案

LED光电特性的测试方案测试LED光电特性的方案可以分为以下几个步骤:1.设备准备:-LED芯片/光源-光学环境控制设备(光源、反射板、光强计、光谱仪等)-电子测试设备(电压源、电流表、电阻表等)-计算机及数据采集设备2.搭建测试装置:-将LED芯片/光源安装在适当的平台上,并连接好电源线和测试仪表-设置光学环境控制设备,如调节光源亮度、选择合适的反射板等3.测量LED的光谱特性:-使用光谱仪测量LED的光谱,获取LED在不同波长下的辐射光强数据-分析并记录光谱数据,以了解LED的光谱分布、光色性质等4.测量LED的光电流特性:-将LED连接到电源,并设置适当的电压和电流条件-使用光强计测量LED辐射的光强,并记录相应的电压和电流数据-分析并记录光电流特性数据,如I-V曲线、光电流-光强关系等5.测量LED的光效特性:-测量LED的光功率和电功率,并计算LED的光效(即光电转换效率)-分析并记录光效特性数据,以评估LED的性能和功耗情况6.其他测试:-进一步测试LED的发光角度、色温、色纯度等光学性能指标-测试LED的发光寿命、温度特性等可靠性指标7.数据分析和报告编写:-对上述测试数据进行分析和整理,比较不同LED的性能特点-根据测试结果编写测试报告,包括实验设计、测试过程、测试数据和结论等8.优化和改进:-根据测试结果,针对性地优化LED的设计和制造过程,改进其性能特点-根据测试经验,优化测试方案,提高测试效率和准确度在实际测试中,还需要注意以下几个方面:-定义明确的测试目标和指标,根据实际需求选择合适的测试参数和测试方法-保证测试环境的稳定性和一致性,避免外界干扰对测试结果的影响-根据测试需求选择合适的测试仪器和设备,确保其精度、灵敏度和可靠性-在测试过程中及时记录和保存测试数据,以备后续分析和验证-对测试结果进行验证和重复测试,以提高测试结果的可靠性和准确性-在测试完成后,对测试装置进行清理和维护,准备下一次测试通过以上测试方案,可以全面了解LED的光电特性,评估其性能优劣,为后续LED产品的设计和制造提供重要参考和指导。

光耦隔离电阻测试方法

光耦隔离电阻测试方法

光耦隔离电阻测试方法
光耦隔离电阻的测试方法主要包括以下步骤:
1. 断开输入端电源,用万用表的R×1k档测1、2脚电阻,正向电阻为几百欧,反向电阻几十千欧。

3、4脚间电阻应为无限大。

2. 1、2脚与3、4脚间任意一组,阻值为无限大,输入端接通电源后,3、
4脚的电阻很小。

调节RP,3、4间脚电阻发生变化,说明该器件是好的。

3. 简易测试电路,当接通电源后,LED不发光,按下SB,LED会发光,调
节RP、LED的发光强度会发生变化,说明被测光电耦合器是好的。

此外,国产光耦继电器的检测方法主要有以下几种:
1. 用万用表测量电阻法:将光耦继电器接在交流电压输出端(或直流电压输入端)上,然后开路测试;若测得阻值小于1KΩ时,说明此产品正常;若
阻值大于1KΩ且小于10KΩ时说明此产品不正常。

2. 电流档测试法:将光耦继电器接入直流电压输出端(或直流电压输入端),然后用电流档进行测量;当测得的阻值小于时说明此产品正常;当阻值大于且小于2A时说明此产品不正常。

3. 示波器测量法:用数字式通用示波器对光耦继电器的通断情况进行监测并观察其变化过程及趋势是否正常即可判定该产品的质量好坏及性能高低。

4. 短路测试法:把待检的光耦继电器接入交流220V电源的任意两端之间进行短路的试验操作后看其是否损坏或者出现其他故障现象来判断产品质量好坏以及性能的优劣等状况。

以上是测试光耦隔离电阻的一些常用方法,可根据实际需要选择合适的测试方法。

如果遇到无法解决的问题,建议咨询专业技术人员或者联系生产厂家寻求帮助。

直放站天线隔离度测试

直放站天线隔离度测试

直放站天线隔离度测试接收和服务天线的隔离度是直放站安装的重要指标,如果隔离度不好,会造成服务天线和接收天线组成闭环放大系统,造成直放站循环放大,最后导致功率放大器自激,从而导致直放站无法正常工作。

以往的测试方案是采用一台模拟信号源和一台频谱分析仪的方式,连接如下:该方案弊端如下:价格昂贵,需要两台仪器,不方便外场测试使用,同时信号源通常不支持电池供电,所以还需要寻找220V 电源。

R&S 推出单台手持表解决外场天线隔离度测试的问题:R&S 的FSH4.14为新一代手持式频谱分析仪,噪底低至-165dBm/Hz ,已经接近高端台式频谱分析仪的噪底指标。

同时接收天线 服务天线FSH4.14的传输测量动态范围高达100dB ,比所有竞争对手均高出40~50dB 。

正因为FSH4.14有如此高的动态范围,才可以直接测量直放站天线的隔离度。

连接方式如下:FSH4.14切换到网络分析模式,此时跟踪信号源发送测试信号给放大器,而服务天线的漏泄信号将被接收天线捕获,从而进入FSH4.14的射频输入口,扣除连接线缆的损耗,即可得到服务到接收天线的隔离度;在测试接收天线到服务天线的隔离度时,无需重新连接,只需选择反向传输测量模式即可得到结果。

可以看出利用FSH4.14可以方便精确的测量出直放站天线隔离度的全部指标,而且只需一次连接,无需额外供电,是目前业界唯一能够进行该项测试的仪表。

在3G 通信系统里,直放站的增益需要严格控制,太小无法满足覆盖,太大会严重影响相邻小区的信噪比,造成相邻小区的话务容量降低以及误码率迅速上升。

采用R&S 的FSH4可以方便而准确的测量放大器的增益,连接方式如下:FSH4可以一次性出测量放大器双端口的增益,相位,驻波比,群时延等全部的射频参数,无需重新连接,非常适合在现场对放大器增益进行调节,避免出现自激等不良现象。

除此以外,FSH4还集成了频谱、场强测试、干扰查找、通过式大功率测试、天馈线测试等诸多功能。

光电器件测试方法的研究与应用

光电器件测试方法的研究与应用

光电器件测试方法的研究与应用一、引言光电器件作为一种新型电子元器件,广泛应用于通信、光电子、军事等领域。

随着市场需求的不断增长和技术的不断创新,对光电器件的测试要求也日益严格。

为了保障光电器件质量和生产效率,光电器件测试方法的研究与应用尤为重要。

二、光电器件测试方法的分类根据测试对象的不同,光电器件测试方法可分为光源测试、光电探测器测试、光纤传输测试等几大类。

1. 光源测试光源测试是指测试光源的亮度、波长、光束强度等参数。

光源测试的方法有很多种,最常用的是光谱仪和功率计的联合测试。

光谱仪可以测量光源的谱线和波长等参数,功率计可以测量光源的输出功率。

2. 光电探测器测试光电探测器测试是指测试光电探测器的性能指标,如响应时间、暗电流、线性度、灵敏度等。

光电探测器测试通常使用特制的测试装置,包括光源、波长选择器、光路、放大器、功率计等。

3. 光纤传输测试光纤传输测试是指测试光纤传输的性能指标,如损耗、带宽、折射率等。

光纤传输测试通常使用光时间域反射仪(OTDR)、光谱分析仪等设备进行测试。

三、光电器件测试方法的应用光电器件测试方法广泛应用于光通信、光电子、军事等领域。

以下是几个典型的应用案例。

1. 光通信领域光通信领域是光电器件测试的主要应用领域之一。

测试对象包括光源、光纤、光电探测器等。

测试方法包括时间域反射法、频域反射法、OTDR等。

2. 光电子领域光电子领域对光电器件的测试要求比较严格,测试对象包括光阵列、探测器阵列、光模块等。

测试方法包括光电参数测试、热学测试、机械测试等。

3. 军事领域军事领域对光电器件的测试要求也比较高,测试对象包括红外探测器、激光器等。

测试方法包括热学测试、光电性能测试、可靠性测试等。

四、结论随着光电器件在各个应用领域的广泛应用,对光电器件测试方法的要求也越来越高。

本文介绍了光电器件测试方法的分类和应用,并且从光通信、光电子、军事等领域分别列举了测试方法的具体应用案例。

光电器件测试作为一个新兴、高技术领域,有着广阔的发展前景和巨大的市场需求。

抗扰度测试

抗扰度测试主要方法是按照设备所处的电磁环境条件,结合用户对设备采取的措施,选择合适的严酷度等级,依照有关测试方法进行测试,最后根据产品标准提出的合格判决条件评定测试结果是否合格。

这是抗扰度测试与其它测试主要差异之处。

电磁环境中的电磁骚扰源、电磁骚扰源对设备的耦合方式、设备对电磁骚扰的敏感度以及用户对工作现场的防护措施直接与严酷度等级相关。

即使用环境决定了干扰的形式,安装防护条件决定了干扰的严酷度等级。

GB/T13926.4具体规定了在电磁环境中与严酷度等级相对应的设备工作下的电气环境条件:1级,具有良好保护的环境,如计算机房;2级,受保护的环境,如工厂和电厂的控制室或终端室;3级,典型的工业环境,如工业过程装置、电厂和露天高压变电所的继电器房等场所;4级,严酷的工业环境,如电站、未采取特殊安装措施的工业过程设备、室外区域等。

IEC801-5中针对电涌的源为电力切换瞬变或间接雷击的闪电瞬变,对设备的安装条件与防护设施作如下分类(适用电涌):0类:保护良好的、有一次和二次过压保护的电气环境,通常处于特殊的房间内,电涌电压不会超过25V;1类:局部保护的、有一次过压保护的电气环境,电涌电压不超过500V;2类:电源线与其它线路分离开,电缆隔离良好的电气环境,电涌电压不超过1kV;3类:电源电缆与信号电缆并行敷设的电气环境,电涌电压不超过2kV;4类:互连线象室外一样沿着电源电缆敷设,且电子线路和电气线路均使用电缆的电气环境,电涌电压不超过4kV;5类:非人口稠密区内电子装置联接电讯电缆和架空电源线的电气环境。

对0类不做电涌测试。

一般电源产品处于1类或2类电气环境,可选择严酷度等级为1级或2级。

必须指出,把环境作为抗扰度测试的相关条件是抗扰度测试的重要特点。

因为如果忽视这些相关,不考虑装置的应用工作环境条件,而认为装置应该"独立",应该适合于插入任何一种组合装置(或系统)中,就会由此产生所有被测装置都必须接受全部项目的干扰试验,并且要达到最高严酷度等级的错误结论。

隔离度测量与计算

隔离度测量与计算
测量收发隔离度
收发隔离度,即信号从直放站前向输出端口至前向输入端口(或者从反向输出端口至反向输入端口)的空中路径衰减值,其大小直接影响着直放站的增益配置,在确定天线位置后,一定要测量隔离度。

直放站前向输出功率比反向输出功率大,主要考虑前向链路的收发隔离度。

收发隔离度分为水平隔离度和垂直隔离度。

水平隔离度Lh用分贝表示公式如下:
Lh=22.0+20log10(d/λ)-(Gt+Gr)+(Xt+Xr)
22.0为传播常数
d为收发天线水平间隔(单位:英尺)
λ为天线工作波长(单位:英尺)
Gt、Gr分别为发射和接收天线的增益(单位:dB)
Xt、Xr分别为发射和接收天线的前后比(单位:dB)
垂直隔离度Lv用分贝表示公式如下:
Lv=28.0+40log10(d/λ)
28.0为传播常数
d为收发天线水平间隔(单位:英尺)(3.28英尺=1米)
λ为天线工作波长(单位:英尺)
按照工程设计要求,隔离度L(dB)应大于直放站最大工作增益Gmax 约10~15dB。

现取L-Gmax=12dB,考虑通常情况下直放站最大工作增益G=90dB,故L应不小于102dB,取f=850MHz,Gr=20dB,Gt=10dB,Xr=45dB,Xt=40dB,由上面公式计算,天线间最小水平距离应为20米,天线间最小垂直距离应为12米。

隔离度实际测量方法
隔离度及检测
隔离度I = x + y (dB)。

功分器隔离度测试方法

功分器隔离度测试方法功分器隔离度测试方法介绍功分器隔离度是评估功分器性能的重要指标之一。

良好的隔离度可以确保功分器在多通道测量时不受到信号干扰,从而保证测量结果的准确性和可靠性。

本文将介绍几种常用的功分器隔离度测试方法。

直流隔离度测试直流隔离度测试是一种简单直观的测试方法,可以初步评估功分器的隔离度性能。

具体步骤如下: 1. 使用两台信号源,分别连接到功分器的两个输入端口。

2. 设置两台信号源的频率为基准频率,并保持信号源输出功率一致。

3. 连接示波器到功分器的输出端口,以观察功分器输出信号。

4. 依次激活信号源,分别观察功分器的输出信号强度,估算两个输入端口之间的隔离度。

多通道隔离度测试多通道隔离度测试是一种精确评估功分器隔离度的方法,适用于需要更高精度的应用场景。

以下是具体步骤: 1. 使用频谱分析仪连接到功分器的输出端口。

2. 设置频谱分析仪的中心频率和带宽,确保能够覆盖到功分器的工作频率范围。

3. 使用多个信号源,分别连接到功分器的不同输入端口,并保持信号源输出功率一致。

4. 通过频谱分析仪观察功分器输出信号的频谱图,并记录下不同输入端口之间的隔离度。

5. 根据频谱图分析,进一步评估功分器在不同频段的隔离性能。

等效隔离度测试等效隔离度测试是一种以功分器输入端口为基准,评估其与输出端口间的隔离度的方法。

以下是具体步骤: 1. 使用一台信号源连接到功分器的输入端口,并设置信号源的频率和功率。

2. 使用频谱分析仪连接到功分器的输出端口。

3. 通过频谱分析仪观察并记录功分器输出信号的频谱特性。

4. 断开输入信号源,并使用负载模拟功分器的输出端口。

5. 通过频谱分析仪观察并记录功分器输出端口的频谱特性。

6. 比较两个频谱特性,分析功分器在有输入信号和无输入信号条件下的输出特性差异,评估其等效隔离度。

总结以上介绍了三种常用的功分器隔离度测试方法,分别是直流隔离度测试、多通道隔离度测试和等效隔离度测试。

光电管测试方法

光电管测试方法1. 引言光电管是一种能将光信号转换为电信号或电信号转换为光信号的器件,广泛应用于光通信、光电子仪器等领域。

为了确保光电管的性能和质量,对其进行完善的测试是非常必要的。

本文将介绍光电管的常用测试方法和步骤,以便对光电管进行有效的评估和检验。

2. 光电管测试前的准备工作在进行光电管测试之前,需要进行一些准备工作以确保测试的准确性和可靠性。

2.1 测试环境应选择一个无尘、无静电干扰的实验室环境,以避免外界环境对测试结果的影响。

2.2 仪器设备准备好光电管测试所需的仪器设备,包括但不限于光功率计、波长计、光源等。

确保这些设备的工作状态良好且校准准确。

2.3 样品准备将待测试的光电管样品准备好,并保证样品的表面无损伤、无污染,以及光纤连接的良好。

3. 光电管测试方法3.1 简单测试简单测试主要是对光电管的基本参数进行初步评估,包括光电流、频率响应等。

具体步骤如下:1.将光电管与光源相连,并确保连接线路正常无松动。

2.打开光源,使其发出光信号。

3.使用光功率计测量光源输出的光功率。

4.将光功率计与光电管相连,记录光电管的输出电流。

5.根据光功率计和光电管的测量结果计算出光电流的放大倍数。

3.2 量子效率测试量子效率是评估光电管性能的重要指标之一,表示在单位光功率输入下光电管转换为电信号的效率。

量子效率测试的具体步骤如下:1.将光电管与光源相连接,确保连接线路正常无松动。

2.打开光源,使其发出光信号。

3.使用波长计确定光源的发光波长,并记录下来。

4.通过光功率计测量光源输出的光功率。

5.将光功率计与光电管相连,记录光电管的输出电流。

6.根据光功率计和光电管的测量结果计算出量子效率。

3.3 器件参数测试除了上述基本参数和量子效率的测试外,还可以进行其他一些器件参数的测试,如频率响应、线性度等。

这些测试可以更加全面地评估光电管的性能。

具体测试方法可以参考相关的测试标准和规范,或者根据具体的研究目的进行设计。

  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。

光电系统扰动隔离度指标测试方法寿少峻;柳井莉;郭新胜【摘要】在推导出光电跟踪仪扰动隔离度计算公式的基础上,给出了2种测试扰动隔离度的方法:基于模拟环境测试方案和载体平台测试方案.通过分析2种测试方案的试验数据,分别阐述了它们的优缺点和适用的场合,并指出速度环的带宽是影响双环路控制模式下系统隔离扰动能力的关键因素,最后提出了增加扰动隔离度的控制模式优化建议.【期刊名称】《应用光学》【年(卷),期】2015(036)004【总页数】5页(P504-508)【关键词】扰动隔离度;跟踪;控制技术【作者】寿少峻;柳井莉;郭新胜【作者单位】西安应用光学研究所,陕西西安710065;西安应用光学研究所,陕西西安710065;西安应用光学研究所,陕西西安710065【正文语种】中文【中图分类】TN957.2引言高精度跟踪是光电跟踪设备的主要性能,载体的扰动则是影响光电跟踪性能的主要因素之一。

抑制载体扰动取决于光电跟踪控制系统的动态性能,工程上常采用扰动隔离度来评价光电跟踪控制系统对载体扰动的抑制能力[1]。

在系统设计的虚拟仿真阶段,通过建立扰动和控制系统响应之间的传递函数,计算控制系统在某类扰动下的响应,可以预估跟踪系统的扰动隔离度。

但在工程实施中一直没有测试手段来验证实际响应,无法构成设计闭环[2-3]。

本文介绍了工作中实际使用的模拟环境测试和载体平台测试方法,并通过对2种方法的测试结果分析,探讨如何测定光电跟踪系统的扰动隔离度。

1 扰动隔离度的定义和计算1.1 扰动隔离度的定义依据参考文献[1]的论述,两轴稳定平台在外界扰动作用下,反电动势干扰是影响稳定精度的主因。

基于上述原理,可以推导出计算系统对此类扰动的响应传递函数[1]。

在工程上采用扰动隔离度来表征系统的抗扰能力。

隔离度的定义:扰动与系统响应之比,一般用分贝数表示。

1.2 扰动隔离度计算实例以研制的实际光电系统为例。

系统采用光纤陀螺速率反馈控制方式,陀螺稳定环路的闭环带宽可达到优于38Hz。

系统的扰动隔离度可依据参考文献[1]推导出系统隔离度计算公式如下:式中:w1为空间位置闭环校正传递函数;w2为陀螺稳定环校正传递函数;Ra、La、Kb、Jm 为负载参数。

图1是应用上述的计算方法计算出的光电跟踪系统单轴系的船摇隔离度频域分布图,表1是典型频率点处的船摇隔离度计算表。

图1 船摇隔离度频域分布图Fig.1 Frequency distribution of ship-swaying disturbance isolation表1 船摇隔离度计算表Table 1 Calculation table of ship-swayingdisturbance isolation扰动频率/rad·s-1 船摇隔离度/dB 0.1 154 0.5 112 1 94.4 2 71.8 5 62.2 10 50.4 50 32.12 光电系统隔离度验证方法舰载光电跟踪仪需要具备对载体扰动的高隔离度,以便隔离舰船航行时纵横摇和光电载体平台高速运动等扰动,保持瞄准线稳定[4]。

在实际工作中,设计了两种试验:模拟舰船航行环境的实验室仿真试验和载体平台运动隔离度测试试验,以此评价系统的隔离扰动能力。

2.1 模拟舰船航行环境的实验室仿真试验通过舰船航行环境的实验室模拟仿真试验,重点验证5级海情和9级海情下利用大功率摇摆台模拟舰船航行时产生的纵摇和横摇扰动,检验光电跟踪仪在此扰动下跟踪定点目标的能力,如图2所示。

图2 模拟舰船航行环境的实验室仿真试验示意图Fig.2 Emulation experiment in lab to simulate environment of shipping试验输入条件:(a)5级海情扰动频谱,设定激励为:横摇角,幅值±22.5°,周期5s~10s;纵摇角,幅值±7.5°,周期3s~7s;(b)9级海情扰动频谱,设定激励为:横摇角,幅值±40°,周期5s~10s;纵摇角,幅值±15°,周期3s~7s。

目标为高亮度点目标(试验室墙上点亮的电灯作为目标,距离约为30m)。

光电跟踪仪跟踪点目标,摇摆台按照扰动设置值做正弦运动。

系统工作在二阶空间位置闭环。

试验结果如表2所示。

表2 隔离度测试结果Table 2 Result of disturbance isolation test试验条件项目误差极值/mrad误差平均值/mrad隔离度计算值/dB隔离度测试值/dB输入条件(a)周期5s方位误差 0.2 0.117 89.4 59.33俯仰误差-0.3 0.132 89.4 55.81输入条件(b)周期6s方位误差 0.3 0.186 93.6 70.35俯仰误差-0.4 -0.173 93.6 67.85采用的隔离度计算公式式中:θh为扰动幅值;θ为误差极值。

表中计算出的隔离度值较理论计算值小,其主要原因有:1)目标为非标准协作目标导致的误差在实验时设备摆幅过大,无法使用平行光管设置无穷远点目标;只能用点亮的电灯充当目标,并非标准的协作目标,在视频上形成的图像亮度不均匀且形状不规则。

导致视频跟踪器在每帧图像中判别目标中心的位置并不一致,而在光斑形成范围内波动,形成误差。

此误差可视为随机误差,且作为指令输入到空间位置闭环中,控制系统无法抑制,导致扰动隔离度降低。

2)CCD离轴安装方式导致的误差CCD在系统中安装位置与系统回转中心有一段距离,约为150mm,如图3所示。

在跟踪非无穷远目标时,会产生图中所示的偏差角α,而且此偏差角随着回转中心的运动而变化,此项偏差被空间位置闭环包含,受到一定程度抑制,但依旧会加大跟踪误差,导致扰动隔离度下降[5-6]。

图3 CCD离轴安装方式示意图Fig.3 Off-axis installation of CCD3)系统回转中心移动导致误差加大图4 回转中心移动方位角变化示意图Fig.4 Azimuth of act of gyration center控制系统的坐标原点为方位轴和俯仰轴的交汇点(系统回转中心),在摇摆台旋转中心的上方。

试验时,系统回转中心是在一定范围内运动的。

图4所示为回转中心在方位向的运动范围,运动区间为A、B两点之间。

回转中心的运动轨迹包含了角运动和线位移。

AB连线可视为回转中心的线位移,对应的线位移速度随不同位置改变,同时此线位移速度是陀螺无法感应的,陀螺稳定环也无法校正,仅依赖于空间位置闭环的校正能力。

此项误差也会导致扰动隔离度下降[7-10]。

综上所述,要精确测试隔离度,协作目标非常重要。

但是由于试验过程中系统回转中心运动范围过大,无法构建无穷远目标,只能以此方法定性分析。

由试验数据可知:跟踪误差的极限值依旧可以满足系统跟踪精度要求。

在改善协作目标的条件下,测试的隔离度有望提升。

2.2 载体平台运动隔离度测试试验光电跟踪仪安装在一个可以高速旋转的平台上。

载体平台高速运动时,光电跟踪仪跟踪远距离目标,测量跟踪误差并计算扰动隔离度,具体方法如图5所示。

将光电跟踪仪稳定跟踪远处目标(2km左右),然后使平台作各种运动,记录光电跟踪仪的跟踪误差。

利用公式计算隔离度。

平台运动分别为:30°、60°、90°调转角度,小正弦运动,大正弦运动和等速运动等。

图5 载体平台运动隔离度测试试验示意图Fig.5 Disturbance isolation test for platform movement纪录载体平台每一种运动模式下的光电跟踪误差数据,以大正弦运动的实测数据为例,平台扰动导致的光电架位数据变化如图6所示。

图中运动模式可分为3种;起始段、稳定段和截止段。

在截止段和起始段中,光电系统的架位数据变化不规则;稳定段的数据可清晰分辨出系统扰动为记录的光电方位向跟踪误差数据如图7所示。

在外加扰动的稳定段提取误差最大值0.18mrad,可计算出隔离度为80.156dB。

略小于理论计算值82.6dB。

考虑到光电系统在载体平台上安装位置偏置(图5)和目标并非无穷远等因素会加大跟踪误差,此项结果可以反映系统的实际扰动隔离能力。

图6 实测平台扰动时的光电架位数据Fig.6 Actual position data of optical system on disturbed platform图7 实测平台扰动时光电方位向跟踪误差Fig.7 Actual azimuth tracking errorof optical system on disturbed platform2.3 试验数据进一步分析改变上述误差数据的比例尺,与扰动数据显示在图8中,可以分析扰动和误差之间的相位关系。

图8 扰动和误差之间的相位关系Fig.8 Phase relationship between disturbance and error从2条曲线的图形上分析,误差的最大值一般都出现在扰动运动的拐点处。

这也说明了空间二阶位置闭环的特点。

误差随着扰动的角加速度而变化。

由此可见,在空间二阶位置闭环控制模式下,对扰动的隔离控制方式为:依靠速度稳定环抵消扰动大角度运动,而由二阶位置闭环来消除残差。

3 结论本文所述的试验方法可以评价系统的扰动隔离度,完成系统设计到集成后控制性能评价阶段的闭环设计。

但是,扰动隔离度毕竟是建立在全频域的性能指标,若想将测量范围延伸到中频域甚至更高频域,试验方法还需要进一步改进。

综合前文所述,以下几点可为以后的工作提供参考:1)试验需要考虑的约束条件。

对于集成后的光电跟踪系统,在试验中需要考虑的约束条件非常多。

文中就对协作目标的形式、视轴与转轴安装偏差和系统回转中心移动等因素进行讨论。

实际过程中还存在诸如视频跟踪器的输出精度、试验转台位置输出精度和采样频率等因素,也可能对最终结果产生影响。

2)协作目标是关键对于光电跟踪系统跟踪精度测试,协作目标是非常关键的因素。

跟踪目标的成像品质不好,视频跟踪器输出的目标质心就会产生波动,直接影响跟踪效果;目标距离会导致视轴与转轴安装偏差和系统回转中心移动等因素对跟踪结果产生影响。

最佳协作目标依然是利用平行光管和点光源构成。

3)试验方式不仅仅对低频扰动有效文中所有的试验数据都是在低频域获得的,其主要原因在于试验的光电跟踪仪质量较大,作为扰动源的转台无法提供足够的输出功率,不能产生规范性的中高频扰动信号。

如果对于不同的光电系统选取合适的转台,试验频域可以扩展。

4)追求高隔离度能力的控制模式展望从试验数据可知,双环路控制模式隔离扰动的关键点是速度环路的快速响应能力,即带宽足够大。

但是,光电跟踪仪通常设置速度环路带宽时,由于协调过程中的系统超调问题,不能追求极限带宽。

相关文档
最新文档