機載天線穩(wěn)定跟蹤系統擾動控制研究及仿真.pdf

1、機載天線穩(wěn)定跟蹤系統應用于復雜的動態(tài)環(huán)境中，載體的線運動和姿態(tài)運動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載變化影響天線伺服系統控制精度。本文分析出兩方面的擾動控制策略，提出基于卡爾曼濾波算法預估載體位移，并結合姿態(tài)傳感器前饋信息和坐標轉換隔離算法，以補償載體線運動和姿態(tài)運動對天線指向的擾動;針對天線伺服系統設計出在線辨識轉動慣量環(huán)節(jié)并前饋實現速度環(huán)自整定，增加負載轉矩觀測器并前饋至電流環(huán)補償，以削弱轉動慣量和負載轉矩擾動

2、對系統控制性能的影響。
　　分析系統在SolidWorks中的仿真模型，將上位機通訊信息作為數據源設計出基于卡爾曼濾波原理的載體線運動隔離算法，在Matlab中建模驗證了該算法能準確預估載體位移;通過工況分析和數理推算，將捷聯慣性元件測量值作為數據源并結合坐標轉換得出載體姿態(tài)擾動隔離算法，以實現載體擾動的控制。
　　結合系統負載的動態(tài)特性和機械性能設計選型伺服電機，通過理論推導建立天線伺服系統的雙閉環(huán)控制策略。采用模型參考自

3、適應辨識算法設計出系統平穩(wěn)運行時的轉動慣量辨識器，利用三階最佳設計法將轉動慣量辨識值前饋速度環(huán)進行自整定控制。在Simulink中自定義電機及辨識器模型，仿真觀測出辨識器在不同自適應增益下的辨識精度，并仿真驗證了自整定速度環(huán)控制下系統速度響應的快速性和準確性;同時將可直接測量的機械角速度和電磁轉矩作為輸入量觀測系統負載轉矩，在Simulink中建立該降階觀測器模型并選擇合適的補償增益將其觀測值前饋至電流環(huán)，建立系統的理論控制模型，仿真驗