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无热化光机结构设计与主动补偿

共计 30 章节
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01
课程导入
学习目标 · 课程结构 · 无热化光机结构设计与主动补偿在光电系…
课程导入学习目标
02
光学系统热效应基础
温度对光学材料折射率 · 热膨胀系数 · 曲率半径及镜面面形的影响机理
光学系统热效应基…温度对光学材料折…
03
光机结构热力学基础
热传导 · 热对流 · 热辐射基本定律
光机结构热力学基…热传导
04
无热化设计概念与分类
被动无热化 · 主动无热化 · 混合无热化的定义
无热化设计概念分类
05
光学材料热特性数据库
常用光学玻璃 · 红外材料 · 晶体材料的热膨胀系数
光学材料热特性数…常用光学玻璃
06
机械结构材料热特性
铝合金 · 钛合金 · 殷钢
机械结构材料热特…铝合金
07
被动无热化设计原理
利用材料热膨胀系数匹配 · 光学元件间隔调整 · 机械补偿结构实现热离焦补偿的数学建模
被动无热化设计原…利用材料热膨胀系…
08
被动无热化设计方法
光学-机械联合优化设计流程 · 包括初始结构选择 · 热离焦计算
被动无热化设计方…光学
09
主动无热化系统架构
温度传感器 · 控制器 · 执行器（电机
主动无热化系统架…温度传感器
10
主动补偿控制策略
PID控制 · 前馈控制 · 自适应控制
主动补偿控制策略PID
11
温度场测量与传感技术
热电偶 · 热敏电阻 · 红外测温
温度场测量传感技术
12
主动补偿执行机构设计
直线电机 · 音圈电机 · 压电驱动器
主动补偿执行机构…直线电机
13
光机结构热-结构-光学耦合分析
热-结构有限元分析（FEA）与光学设… · Code V）的联合仿真流程
光机结构热结构
14
无热化光机结构设计案例
典型折射式光学系统（如红外热像仪 · 长焦镜头）的被动无热化设计全过程解析
无热化光机结构设…典型折射式光学系…
15
主动补偿系统设计案例
空间相机或航空光电吊舱的主动热补偿系… · 包括传感器布局 · 控制算法实现与实验验证
主动补偿系统设计…空间相机或航空光…
16
光机结构热稳定性测试方法
温度循环试验 · 热真空试验 · 热梯度测试的试验设计
光机结构热稳定性…温度循环试验
17
无热化性能评价指标
像质评价（MTF · 波前误差） · 焦移量
无热化性能评价指…MTF
18
主动补偿系统的标定与校准
温度-位移-像质映射关系的标定方法 · 补偿精度校准及误差来源分析
主动补偿系统的标…校准
19
光机结构热变形误差源分析
材料非线性 · 装配应力 · 温度梯度
光机结构热变形误…材料非线性
20
无热化设计中的公差与可靠性
热补偿公差分配 · 可靠性设计 · 冗余设计及失效模式分析（FMEA）
无热化设计公差
21
先进无热化技术
光学主动变形镜 · 液体透镜 · 微机电系统（MEMS）热补偿器件在无…
先进无热化技术光学主动变形镜
22
多物理场耦合优化
基于遗传算法 · 粒子群算法等优化算法对光机结构进行热…
多物理场耦合优化基于遗传算法
23
无热化光机结构设计软件工具
SolidWorks · ANSYS · COMSOL
无热化光机结构设…SolidWorks
24
工程实战
设计一个红外双视场镜头 · 要求实现-40℃至+60℃范围内的被… · 并给出完整设计报告
工程实战设计一个红外双视…
25
工程实战
为某空间相机设计主动热补偿系统 · 要求温度变化±10℃时像质保持衍射极… · 包括传感器
工程实战为某空间相机设计…
26
常见问题与解决
无热化设计失效的常见原因（如材料数据… · 装配应力释放 · 温度梯度超限）及排查方法
常见问题解决
27
主动补偿系统调试技巧
控制参数整定 · 系统稳定性分析 · 抗干扰措施及现场调试流程
主动补偿系统调试…控制参数整定
28
无热化光机结构设计规范与标准
国内外相关标准（如MIL-STD · ISO）及行业设计规范解读
无热化光机结构设…标准
29
综合提升
无热化光机结构设计与主动补偿的前沿趋… · 数字孪生 · 机器学习预测控制）及未来发展方向
综合提升无热化光机结构设…
30
课程总结与项目答辩
综合运用所学知识完成一个完整无热化光… · 并进行答辩与评审
课程总结项目答辩