微振动对空间相机成像影响分析

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1、分类号学号M201270494学校代码10487密级硕士学位论文微振动对空间相机成像影响分析学位申请人：王博学科专业：机械设计及理论指导教师：刘世平副教授李世其教授答辩日期：2015年5月18日AThesisSubmittedinPartialFulfillmentoftheRequirementsfortheDegreeofMasterofEngineeringAnalysisofMicro-vibrationImpactonSpaceCameraImagingCandidate:WangBoMajor:MechanicalDes

2、ignandTheorySupervisor:Assoc.Prof.LiuShipingProf.LiShiqiHuazhongUniversityofScience&TechnologyWuhan430074,P.R.ChinaMay,2015独创性声明本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师的指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除文中已标明引用的内容外，本论文不包含任何其他人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。学位论文作

3、者签名：日期：年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权华中科技大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。保密□，在______年解密后适用本授权书。本论文属于不保密□。（请在以上方框内打“√”）学位论文作者签名：指导教师签名：日期：年月日日期：年月日华中科技大学硕士学位论文摘要在信息化飞速发展的今天，空间相机已经成为各科技大

4、国获取高质量、大范围图像信息的一种重要工具。随着空间相机朝着高精度、大口径和长焦距的方向发展，微振动对相机成像的影响越来越引起重视。因此定量的分析空间相机微振动对光学元件和成像质量的影响，分清影响相机成像的主次因素是一项很有实际工程意义的工作。本文以某空间相机作为研究对象，基于相机微振动集成分析的思想，将相机结构建模和光学建模、微振动有限元仿真、光学元件刚体位移和光轴偏转分析以及相机成像质量评价有效串联起来。首先运用有限元建模方法建立空间相机结构模型，通过对几何模型进行合理简化和模型修正保证相机结构模型的准确性。结合相机扰动源测试信

5、号，采用有限元仿真方法获取相机的结构响应结果。然后在有限元仿真数据的基础上，定量分析微振动导致光学元件面形、刚体位移以及相机光轴偏转的变化。通过建立的空间相机光学模型，以调制传递函数作为成像质量评价指标，静态分析了光学元件面形变化和刚体位移引起的调制传递函数下降，动态分析了光学元件刚体位移、相机光轴偏转导致的像移和调制传递函数变化。最后研究了影响相机调制传递函数的主次因素，分析了微振动激励中不同谐波成分和光学元件不同刚体位移对调制传递函数的贡献。运用集成建模分析的思想，把结构分析和光学分析结合在一起，可以更加全面地分析微振动对相机成

6、像质量的影响。并且易于找出振源频率幅值、相机结构动态特性和相机调制传递函数间的内在联系，为以后减振隔振、结构优化以及后续产品的设计开发提供参考。关键词：空间相机微振动刚体位移成像质量调制传递函数I华中科技大学硕士学位论文ABSTRACTIntheageoffastdevelopmentofinformation,spacecamerahasbecomeanimportanttooltoobtainawiderangeofhighqualityimageinformationforscientificandtechnologicalp

7、ower.Asthedevelopmentofspacecameratowardsthedirectionofhighprecision,largediameterandlongfocallength,micro-vibrationonimagingqualityofcamerahasattractedmoreandmoreattention.Sothequantitativeanalysisofthemicro-vibrationimpactonspacecameraopticalcomponentandimagequality,

8、distinguishingbetweenprimaryandsecondaryfactorsaffectingthequalityofimagingisaworkofpracticalengineeringsignificance.