论文部分内容阅读
由于大气及地物光谱辐射的偏振敏感性，使得偏振遥感可以应用于影响全球气候变化的气溶胶和云的光学、物理特性参数探测。偏振成像仪通过装有偏振片和滤光片的转轮旋转实现多波段成像，针对大气目标获取多波段偏振成像数据。
偏振成像仪采用步进电机直接驱动转轮检偏组件的方式，检偏组件的定位精度对提高偏振遥感探测精度具有重要意义，这就要求步进电机具有非常高的旋转精度。步进电机的高旋转精度除了要求高精度的加工方法和装配工艺外，更需要好的驱动电路来保证高稳定度的运行。
本文结合偏振成像仪总体设计方法，主要论述了以下的研究内容：
1.检偏器的放置方式和角度定位误差对偏振测量精度的影响。
2.步进电机的细分驱动技术因其减小步距角、提高分辨率、明显的减小电机运行产生的振动、噪声和改善步进电机的综合性能而得到广泛采用，论文在细分驱动原理基础上分析了细分驱动模型，同时提出了正弦波细分驱动模型，该模型能够有效地提高电机转动的稳定性，为减小检偏器的角度定位误差提供了保证。
3.从单片机控制电路、细分驱动电路、功率放大电路、时序同步信号产生电路4个模块出发设计了偏振成像仪步进电机驱动电路的硬件和软件，实现了对转轮电机的高精度控制。
4.霍尔磁性传感器输出的数字信号输入至MCU，由MCU处理后产生图像同步(帧同步)信号作为偏振成像仪的时序基准。为了提高整个驱动电路的可靠性，霍尔磁性传感器采用热备份的实现方式。
5.通过对步进电机转速周期稳定度、偏振解析精度、偏振测量精度和象移补偿精度的测试，充分验证了步进电机驱动电路的性能，满足偏振成像仪的性能指标要求。