機(jī)載天線穩(wěn)定跟蹤系統(tǒng)擾動(dòng)控制研究及仿真.pdf

1、機(jī)載天線穩(wěn)定跟蹤系統(tǒng)應(yīng)用于復(fù)雜的動(dòng)態(tài)環(huán)境中，載體的線運(yùn)動(dòng)和姿態(tài)運(yùn)動(dòng)影響天線陣面的指向精度，太空環(huán)境和多自由度耦合造成的負(fù)載變化影響天線伺服系統(tǒng)控制精度。本文分析出兩方面的擾動(dòng)控制策略，提出基于卡爾曼濾波算法預(yù)估載體位移，并結(jié)合姿態(tài)傳感器前饋信息和坐標(biāo)轉(zhuǎn)換隔離算法，以補(bǔ)償載體線運(yùn)動(dòng)和姿態(tài)運(yùn)動(dòng)對(duì)天線指向的擾動(dòng);針對(duì)天線伺服系統(tǒng)設(shè)計(jì)出在線辨識(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)慣量環(huán)節(jié)并前饋實(shí)現(xiàn)速度環(huán)自整定，增加負(fù)載轉(zhuǎn)矩觀測(cè)器并前饋至電流環(huán)補(bǔ)償，以削弱轉(zhuǎn)動(dòng)慣量和負(fù)載轉(zhuǎn)矩?cái)_動(dòng)

2、對(duì)系統(tǒng)控制性能的影響。
　　分析系統(tǒng)在SolidWorks中的仿真模型，將上位機(jī)通訊信息作為數(shù)據(jù)源設(shè)計(jì)出基于卡爾曼濾波原理的載體線運(yùn)動(dòng)隔離算法，在Matlab中建模驗(yàn)證了該算法能準(zhǔn)確預(yù)估載體位移;通過(guò)工況分析和數(shù)理推算，將捷聯(lián)慣性元件測(cè)量值作為數(shù)據(jù)源并結(jié)合坐標(biāo)轉(zhuǎn)換得出載體姿態(tài)擾動(dòng)隔離算法，以實(shí)現(xiàn)載體擾動(dòng)的控制。
　　結(jié)合系統(tǒng)負(fù)載的動(dòng)態(tài)特性和機(jī)械性能設(shè)計(jì)選型伺服電機(jī)，通過(guò)理論推導(dǎo)建立天線伺服系統(tǒng)的雙閉環(huán)控制策略。采用模型參考自

3、適應(yīng)辨識(shí)算法設(shè)計(jì)出系統(tǒng)平穩(wěn)運(yùn)行時(shí)的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量辨識(shí)器，利用三階最佳設(shè)計(jì)法將轉(zhuǎn)動(dòng)慣量辨識(shí)值前饋速度環(huán)進(jìn)行自整定控制。在Simulink中自定義電機(jī)及辨識(shí)器模型，仿真觀測(cè)出辨識(shí)器在不同自適應(yīng)增益下的辨識(shí)精度，并仿真驗(yàn)證了自整定速度環(huán)控制下系統(tǒng)速度響應(yīng)的快速性和準(zhǔn)確性;同時(shí)將可直接測(cè)量的機(jī)械角速度和電磁轉(zhuǎn)矩作為輸入量觀測(cè)系統(tǒng)負(fù)載轉(zhuǎn)矩，在Simulink中建立該降階觀測(cè)器模型并選擇合適的補(bǔ)償增益將其觀測(cè)值前饋至電流環(huán)，建立系統(tǒng)的理論控制模型，仿真驗(yàn)