基于模糊控制的天幕靶高灵敏度技术研究.pdf

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1、第32卷第1期2010年2月光学仪器0PTICALINSTRUMENTSV01．32。No．1February，2010文章编号：1005—5630(2010)01—0063—04基于模糊控制的天幕靶高灵敏度技术研究*高旭，宋玉贵，马时亮(西安工业大学光电工程学院，陕西西安710032)摘要：探测灵敏度是衡量天幕靶性能优劣的重要指标，针对以往探测灵敏度控制方法存在的缺点，现提出了一种基于模糊控制原理的自动增益控制(AGC)方法。该方法用背景天空亮度高低和背景噪声大小作为控制用的调节因素，通过压控增益放大器改变模拟信号通道的电压增益

2、，实现了灵敏度的自动控制。通过实验表明，采用AGC模糊控制方法，在相同的实验条件下，在提高了探测灵敏度的同时，弹丸信号幅值波动范围减小为原来的1／2，实现了天幕靶高稳定性、高灵敏度、自适应性强的目的。关键词：天幕靶；灵敏度；自动增益控制(AGC)；模糊控制中图分类号：TH761文献标识码：Adoi：10．3969／j．issn．1005-5630．2010．01．014Studyofskyscreen7ShighsensitivitybasedonfuzzycontrolGAOXu，SONGYugui，MAShiliang(Sch

3、oolofOptoelectronicEngineering，Xi’anTechnologicalUniversity，Xi’an710032，China)Abstract：Sensitivityisakeycharacteristicindicatingperformanceofskyscreen．Fortheshortcomingsofthemethodsusedinsensitivitycontrollingasbefore，oneautomaticgaincontr01(AGC)methodbasedonfuzzycont

4、rolprincipleisproposedinthispaper．Insuchmethod，skybackgroundbrightnessandnoiselevelissuedbybackgroundaretakenastwomajorfactorsusedtocontrolvoltageofAGCcircuit．Bymeansofvoltage-controlledgainamplifierchanginganalogchannel7Sgain，theapparatussensitivityiscontrolledautoma

5、tically．Experimentresultshowthat．inthesametestcondition，sensitivityisimprovedaswellasvariationrangeofsignalamplitudeisreducedtO1／2oforiginal．Itcanbeusedtoachievehighstability，moresensitive，smartadaptiveforskyscreen．Keywords：skyscreen；sensitivity；automaticgaincontrol(A

6、GC)；fuzzycontrol引言天幕靶是一种以天空为背景，以光电转换为基础，用于探测飞行目标到达空间某一预定位置时刻的仪器，主要由光学成像镜头、狭缝光阑、光电转换器件以及处理电路等组成。工作原理如图1所示，在狭缝光阑的作用下，成像镜头的视场为有一定厚度的扇形，通常称之为天幕。当目标穿过天幕时，引起天幕投射到狭缝中的部分光能发生变化，从而使光电转换器件的光电流发生变化，此变化的电流信号经调理电路的放大、整形后输出一个能为后续仪器工作的脉冲信号。利用其输出的脉冲信号，可以完成目标物’收稿日期：2009一II一30作者简介：高旭(1

7、983-)，男，河南南阳人，硕士研究生，主要从事目标探测与识别方面的研究。·64·光学仪器第32卷体飞过某一区截空间的平均速度及坐标的测量[1，2

8、。在工程使用中，常以倍弹径指标来衡量天幕靶探测灵敏度性能的优劣，即：艿一H／D(1)式(1)中，H为弹道极限高度；D为弹丸直径；d为探测灵敏度。也就是说，在被探测目标的体积大小一定的条件下，天幕靶能够探测到目标的作用距离越远，它的灵敏度就越高。工程上，用来提高天幕靶灵敏度的常用方法有：(1)改变仪器内部的比较器阈值。天幕靶作为触发仪器时，最终信号必须经过二值化处理，将模拟的光电信号转换

9、为数字脉冲。这一功能通常由仪器内部的比较器来实现，该比较器的阈值的高低是决定天幕靶灵敏度的重要因素。改变比较器的阈值能够方便地图1天幕靶工作原理示意图Fi晷1Theschematicdiagramofskyscreen7Sprinciple改变天幕