4-12 四象限快速剪切反射镜跟踪系统张家如 万敏 聂文杰 周克恩 于真 张蓉研究了一个以四象限光电探测器和快速剪切反射镜（FSM）为主要功能块的光束精瞄准闭环控制系统。用一个频率和幅度均可调的扰动源模拟目标的漂移，对该系统的性能进行了测试，同时，结合一个望远镜对550m远的一个动态合作目标进行了精跟踪实验。 该系统的四象限探测仪由几个部分组成，包含高灵敏度硅PIN四象限探测器、高灵敏度光电流放大器、线性电压放大器等。为提高探测的灵敏度，硅探测器工作在零偏压状态，输出光电流与入射功率在10-4~10-10W范围内有良好的线性关系。噪声及温漂电流低于1pA。 该系统的FSM有三个压电陶瓷驱动器，其中一个驱动器位于镜面的中央，仅作为一个支撑点，另外两个成直角分布，可使镜面发生X向及Y向转动，在± 700V的驱动电压作用下，其最大转动量可达± 110" 。经测量，FSM的谐振频率点约在330Hz附近，大信号时在200Hz有小的谐振点。小信号的频率响应曲线比大信号的线性度稍好。
在峰–峰值为5.5" 的扰动幅度下不断增加扰动频率，测量闭环修正后的扰动余量，并计算修正量大小，其计算方法为：先计算初始扰动的方差Dr，再计算闭环修正后扰动余量的方差Cr，并定义修正量=（Dr–Cr）/Dr，测量结果为：当扰动频率小于26Hz时，修正量大于70%，在26~49Hz的扰动频率范围内系统的修正量大于60%，扰动频率大于60Hz以后修正量下降较快，达到67Hz以后修正量已经下降到了10%以下。 在550m远的地方设置一个光源，配合望远镜跟踪系统进行了动态合作靶的跟踪实验。在几种状态下目标漂移量的均方值分别为：X向：开环30.6，望远镜闭环而FSM开环9.7，望远镜和FSM都闭环1.1；Y向：开环31.1，望远镜闭环而FSM开环9.6，望远镜和FSM都闭环0.8。这个结果说明该系统在望远镜跟踪的基础上可以把跟踪精度提高约90%。图1给出了修正前后目标X向的漂移情况。
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