研究目的
为微小卫星开发基于MEMS反射镜的精瞄机构(FPM),以实现高精度激光指向控制,并具备小型化与低功耗特性。
研究成果
基于MEMS反射镜的FPM系统及所提出的激光跟踪控制律已通过仿真和地面验证。该FPM展现出所需的指向精度与低功耗特性,适用于ASOTA系统及微小卫星平台。
研究不足
ASOTA目前的光学系统正在研发中,因此需要使用一个简单的光学系统进行地面评估。这可能无法完全代表微卫星的运行环境。
1:实验设计与方法选择:
本研究涉及利用MEMS反射镜和四象限探测器(QD)开发反馈控制系统,以实现精确的激光指向控制。研究方法包括对MEMS反射镜和QD特性的系统辨识、数值模拟以及使用简单光学系统的地面评估。
2:样本选择与数据来源:
研究以MEMS反射镜和QD为主要组件,数据来源于这些设备的特性测量及地面评估测试。
3:实验设备与材料清单:
MEMS反射镜、四象限探测器(QD)、位置敏感探测器(PSD)、跨阻放大器(TIA)、光学平台、准直器和激光器。
4:实验步骤与操作流程:
包括测量MEMS反射镜和QD的静态与频率特性,使用MATLAB/Simulink进行系统辨识,对FPM进行数值模拟,并通过简单光学系统进行地面评估以验证控制律的有效性。
5:数据分析方法:
分析包括计算QD上光斑的归一化坐标,对MEMS反射镜和TIA进行系统辨识,以及评估FPM的指向精度和功耗。
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MEMS mirror
Used for precise laser pointing control in the Fine Pointing Mechanism (FPM).
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Quadrant Detector
Detects the position of the laser spot for feedback control in the FPM.
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Position Sensitive Detector
Measures the position of the reflected light for characteristic measurement of the MEMS mirror.
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TransImpedance Amplifier
Amplifies the output current of the Quadrant Detector for processing.
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