大型射電望遠(yuǎn)鏡伺服系統(tǒng)的魯棒控制方法研究.pdf

1、大口徑射電望遠(yuǎn)鏡在深空探測領(lǐng)域有著非常重要的作用，因而得到了廣泛應(yīng)用。深空探測的發(fā)展使得對大射電望遠(yuǎn)鏡的探測波段和指向精度等要求越來越高，這使得射電望遠(yuǎn)鏡的建造口徑不斷增大。而隨著射電望遠(yuǎn)鏡口徑的增大，其結(jié)構(gòu)柔性增強(qiáng)，基頻諧振點降低，一旦受外部激勵的影響，天線結(jié)構(gòu)就會產(chǎn)生振蕩，從而降低其跟蹤精度以及指向精度。另外，天線在指向工作時所受的風(fēng)擾也會影響系統(tǒng)穩(wěn)定性及指向跟蹤精度。因此，設(shè)計天線伺服控制方法，抑制結(jié)構(gòu)的柔性振動，并且使控制系統(tǒng)具

2、有魯棒性具有重要意義。
　　本文以大射電望遠(yuǎn)鏡為研究對象，設(shè)計伺服控制算法。首先，建立天線結(jié)構(gòu)近似動力學(xué)模型，求解模型的輸出并分析了柔性因素對系統(tǒng)輸出的影響。除了天線結(jié)構(gòu)的柔性振動的影響外，我們所建立的理論模型常常含有不確定性，這也會對控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性和性能造成影響?；谔炀€伺服控制中存在的柔性和模型不確定性問題，本文設(shè)計了LQG+H∞復(fù)合控制算法，基于LQG鎮(zhèn)定控制器的柔性振動抑制能力和H∞控制的魯棒性，可抑結(jié)構(gòu)柔性振動并保證系

3、統(tǒng)的魯棒性。通過仿真驗證了控制方法的有效性。
　　最后，針對天線系統(tǒng)同時存在風(fēng)擾，模型不確定性影響時的魯棒控制問題，設(shè)計基于魯棒性波特圖的復(fù)合控制方法，根據(jù)穩(wěn)定魯棒性和性能魯棒性的判據(jù)，可將開環(huán)波特圖劃分為滿足魯棒性的可行域及不滿足魯棒性的禁區(qū)。設(shè)計控制器將系統(tǒng)波特圖調(diào)整至魯棒性可行域范圍內(nèi)，可保證系統(tǒng)在擾動不確定性和模型不確定性的影響下保持穩(wěn)定魯棒性和性能魯棒性。通過對柔性尺系統(tǒng)進(jìn)行仿真實驗，驗證了所設(shè)計的魯棒性波特圖控制方法的