機載天線穩(wěn)定跟蹤系統(tǒng)擾動控制研究及仿真.pdf

1、機載天線穩(wěn)定跟蹤系統(tǒng)應(yīng)用于復(fù)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(tǒng)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(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(tǒng)設(shè)計出在線辨識轉(zhuǎn)動慣量環(huán)節(jié)并前饋實現(xiàn)速度環(huán)自整定，增加負載轉(zhuǎn)矩觀測器并前饋至電流環(huán)補償，以削弱轉(zhuǎn)動慣量和負載轉(zhuǎn)矩擾動

2、對系統(tǒng)控制性能的影響。
　　分析系統(tǒng)在SolidWorks中的仿真模型，將上位機通訊信息作為數(shù)據(jù)源設(shè)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(zhǔn)確預(yù)估載體位移;通過工況分析和數(shù)理推算，將捷聯(lián)慣性元件測量值作為數(shù)據(jù)源并結(jié)合坐標(biāo)轉(zhuǎn)換得出載體姿態(tài)擾動隔離算法，以實現(xiàn)載體擾動的控制。
　　結(jié)合系統(tǒng)負載的動態(tài)特性和機械性能設(shè)計選型伺服電機，通過理論推導(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)辨識算法設(shè)計出系統(tǒng)平穩(wěn)運行時的轉(zhuǎn)動慣量辨識器，利用三階最佳設(shè)計法將轉(zhuǎn)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(yīng)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(tǒng)速度響應(yīng)的快速性和準(zhǔn)確性;同時將可直接測量的機械角速度和電磁轉(zhuǎn)矩作為輸入量觀測系統(tǒng)負載轉(zhuǎn)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(tǒng)的理論控制模型，仿真驗