Исследование особенностей построения оптико-электронной системы контроля деформаций плавающего дока

• Автор: Горбачёв, Алексей Александрович
• Шифр специальности: 05.11.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2007
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 153 с. : ил.

СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ

ГЛАВА 1 ОПТИКО-ЭЛЕКТРОННЫЕ СИСТЕМЫ КОНТРОЛЯ СМЕЩЕНИЙ

1.1 Классификация приборов и систем по методам контроля смещений

1.2 Системы, использующие законы лучевой оптики

1.2.1 Оптико-электронные системы, использующие коллимационный метод измерений

1.2.2 Оптико-электронные системы, использующие автоколлимационный метод измерений

1.2.3 Оптико-электронные системы, реализующие метод створных измерений

1.3 Системы, основанные на законах волновой оптики

1.4 Сравнительный анализ существующих решений и постановка диссертационной задачи

ГЛАВА 2 ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ПОСТРОЕНИЯ МНОГОТОЧЕЧНОЙ ОПТИКО-ЭЛЕКТРОННОЙ СИСТЕМЫ КОНТРОЛЯ ДЕФОРМАЦИЙ ПЛАВАЮЩЕГО ДОКА

2.1 Обобщенная модель ОЭС

2.1.1 Обобщенная структурная схема ОЭС
2.1.2 Обобщенная оптическая схема ОЭС
2.1.3 Обобщенная структурная схема преобразования сигналов в ОЭС
2.2 Построение профиля деформации корпуса плавающего дока
2.3 Построение системы отклонения лучей в ОЭС
2.4 Построение ОЭС на основе фотоприемных устройств с многоэлементными приемниками излучения
2.5 Основные результаты главы

ГЛАВА 3 ОСОБЕННОСТИ ПОСТРОЕНИЯ ОПТИКО-ЭЛЕКТРОННОИ СИСТЕМЫ КОНТРОЛЯ ДЕФОРМАЦИЙ ПЛАВАЮЩЕГО ДОКА
3.1 Оптическая схема многоточечной оптико-электронной системы контроля деформаций плавающего дока
3.1.1 Построение оптической системы КЭ
3.1.2 Построение оптической системы ББ
3.2 Устройство блока промежуточной обработки информации
3.3 Описание работы модуля управления источниками излучения
3.4 Алгоритмы программных средств
3.5 Основные результаты главы
ГЛАВА 4 ИССЛЕДОВАНИЕ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ СВОЙСТВ
ПОСТРОЕНИЯ МАКЕТА МНОГОТОЧЕЧНОЙ ОПТИКО-ЭЛЕКТРОННОЙ ИЗМЕРИТЕЛЬНОЙ СИСТЕМЫ КОНТРОЛЯ ДЕФОРМАЦИЙ ПЛАВАЮЩЕГО ДОКА
4.1 Расчет погрешности МОЭСКД
4.1.1 Общие предпосылки расчета погрешности МОЭСКД
4.1.2 Расчёт предела допускаемой систематической составляющей основной погрешности
4.1.3 Расчёт случайной составляющей основной погрешности
4.1.4 Суммарная погрешность
4.2 Описание макета ОЭС ко! ггроля деформации
4.3 Исследование макета оптико-электронной системы контроля деформаций
4.4 Основные результаты главы
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
ПРИЛОЖЕНИЕ

СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ
АЦП - аналогово-цифровой преобразователь
ББ - базовый блок
БОИ - блок обработки информации
БПОИ - блок промежуточной обработки информации
ВТ - воздушный тракт
ДОЗ - два одиночных зеркала
ДУЗ - два угловых зеркала
ЗЛО - зеркально-линзовый отражатель
ИИ - источник излучения
ИП - измерительное плечо
КМОП - комплементарный металло-оксидный полупроводник
КЭ - контрольный элемент
МОП - металл-оксид-полупроводник
МПИ - многоэлементный приемник излучения
МУИИ - модуль управления источником излучения
ОЗУ - оперативное запоминающее устройство
ОРСЗ - оптическая равносигнальная зона
ОУЗ - одиночное и угловое зеркало
ОЭС - оптико-электронная система
ПЗИ - прибор с зарядовой инжекцией
ПЗС - приборов с зарядовой связью
ПИД - полупроводниковый излучающий диод
ПК-персональный компьютер
ПЛИС - программируемая логическая интегральная схема
ПОИ - приемник оптического излучения
ПОС - передающая оптическая система
ПрОС - приемная оптическая система
ПЭВМ - персональная электронная вычислительная машина

возникают проблемы как с заданием измерительной базы (нестабильность оси диаграммы направленности), так и с регистрацией смещения.
Таблица 1
Критерии Г руппы 1 2 3 4
Коллимационная схема = = = : =
Автоколлимационная схема - = + =
Створная схема + + • = +
Волновые свойства - - -
+ явное преимущество, - явный недостаток, = эквивалентность
ОЭС с ОРСЗ имеют существенный недостаток - нестабильное положение в пространстве равносигнальной зоны из-за влияния как внутренних, так и внешних факторов.
Системы с многоэлементными приемниками излучения обладают наиболее универсальными возможностями ввиду жесткости растра дискретной линейной или матричной структуры, а также позволяют анализировать значительные пространственные поля освещенности, непосредственно преобразуя их в видеосигнал.
Следует отметить постоянное развитие применения компьютерных средств при построении ОЭС. Первоначальное применение ЭВМ в этой области сводилось к статистической обработке готовой измерительной информации, получаемой с выхода ОЭС. Следующим шагом было введение микро-ЭВМ в функциональную схему ОЭС в качестве звена, формирующего выходную измерительную информацию. В настоящее время характерным является ввод в память ЭВМ с помощью специального контроллера поля освещенности, преобразованного многоэлементным ПОИ, с последующей математической обработкой. Наиболее перспективно использование компьютера в качестве центрального устройства обработки и управления адаптивной ОЭСКД. Необходимость использования принципа адаптивности для снижения