多軸衛(wèi)星天線跟蹤平臺解耦控制方法的研究.pdf

1、多軸衛(wèi)星天線跟蹤平臺系統(tǒng)在慣性導航方面起著十分重要的作用，現(xiàn)在已經(jīng)在軍用和民用產(chǎn)品中推廣應用。隨著國防科技事業(yè)的不斷發(fā)展，人們對慣性器件和慣性導航系統(tǒng)精度要求變得越來越高，對多軸跟蹤平臺精度測試設備的要求也水漲船高。本文將以艦載多軸衛(wèi)星天線跟蹤平臺為研究主體，對跟蹤平臺三個框架進行建模，對跟蹤平臺軸間耦合問題進行分析，研究推導出解耦控制算法和控制律，配以仿真軟件對動力學模型和解耦控制方法進行驗證和評價。
　　首先，通過查閱大量文獻

2、對跟蹤平臺系統(tǒng)的背景進行分析介紹，其中，先對解耦控制方法在國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀做了詳細的介紹，然后，結合本論文研究需要，對解耦控制的意義及在各方面的應用進行簡要闡明。
　　其次，對跟蹤平臺的電機系統(tǒng)進行了簡介，推導出了電機的簡化模型。再由推導出的電機模型，根據(jù)多軸衛(wèi)星跟蹤平臺的工作方式，利用動力學歐拉方程推導出了多軸跟蹤平臺除極化軸外三個框架的動力學方程，并得出多軸跟蹤平臺系統(tǒng)的綜合狀態(tài)方程。之后，根據(jù)多軸跟蹤系統(tǒng)的動力學模型推導得出每

3、個框架的重心的位置和重力的大小、以及慣量矩陣的綜合辨識算法。通過仿真證實了所建模型的準確性，所設計辨識方法的可應用性。
　　然后，通過得出的多軸跟蹤平臺系統(tǒng)三軸系統(tǒng)框架和一個極化軸的動力學建模的結果設計了幾種解耦控制算法。第一種是基于逆系統(tǒng)的理論證明了系統(tǒng)的可解耦性，配合動力學模型及拉格朗日方程得出的解耦控制方法，仿真結果表明系統(tǒng)是可解耦的。第二種根據(jù)推導得出的多軸跟蹤平臺的動力學方程，直接利用非線性反饋的原理，使系統(tǒng)達到解耦的要

4、求。第三種是改進的基于李雅普諾夫函數(shù)的解耦方法，設計出讓角速度趨于常值，角加速度趨于零的一種解耦控制方法，使其能夠集解耦性及魯棒性于一身的一種廣泛應用于工程實踐的解耦控制方法。通過仿真證實了所設計解耦控制方法的正確性。
　　最后，根據(jù)系統(tǒng)穩(wěn)定裕度在多變量系統(tǒng)中常見的幾種方法，結合由上文推導出的動力學模型設計出的解耦控制方法以及跟蹤平臺系統(tǒng)的強非線性特性，研究了一種適用于工程實踐的穩(wěn)定裕度方法—基于回差矩陣奇異值的穩(wěn)定裕度計算方法。