负虚控制在激光指向稳定系统中的应用

发布时间：2017-05-22 11:00

  本文关键词：负虚控制在激光指向稳定系统中的应用，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：激光束稳定技术被广泛地应用于飞行器的目标定位、监视和自由空间激光通信等领域。但由于环境中动态干扰的影响,如温度变化、大气湍流、以及各种原因引起的机械振动等,制约了激光指向稳定精度的进一步提高。Quanser公司的激光指向稳定平台采用了单轴快速反光镜、音圈电机和位置传感器等来模拟激光指向稳定过程。近年来研究表明,这一系统满足具有积分环节的负虚系统特性。本文以该激光指向稳定系统为研究对象,研究基于负虚理论的抗干扰控制方法,主要内容如下:首先,介绍了负虚系统概念和两种负虚系统的控制方法—正位置反馈和积分谐振控制,简要概述了激光指向稳定平台的工作原理,并对系统模型满足带有积分环节的负虚特性进行了分析。接着,设计了一种改进正位置反馈控制器,根据负虚稳定性定理和正位置反馈原理推导了系统以最小增益达到最大阻尼的控制器参数约束条件,在此条件下优化控制器参数以满足系统极点配置要求,之后通过仿真实验,对比PID控制器,验证了该方法在激光指向稳定系统中的干扰抑制效果。最后,设计了一种改进积分谐振控制器,根据负虚稳定性定理和积分谐振控制得到了参数鲁棒稳定性范围,在此基础上化控制器参数进行极点配置,通过仿真与PID控制进行比较,验证了该方法的抗干扰有效性。
【关键词】：负虚系统 激光指向稳定 正位置反馈控制 积分谐振控制
【学位授予单位】：北京理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：V249;TN249
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第1章 绪论10-17
• 1.1 论文研究的目的和意义10-12
• 1.2 国内外研究现状12-15
• 1.3 本文内容与组织结构15-17
• 第2章 负虚理论基础研究17-38
• 2.1 引言17-18
• 2.2 传统负虚理论体系18-31
• 2.2.1 负虚系统概念18-19
• 2.2.2 负虚系统的性质19-21
• 2.2.3 负虚稳定性定理21-22
• 2.2.4 严格负虚控制方法22-31
• 2.3 扩展负虚系统理论体系31-38
• 2.3.1 带积分环节的扩展负虚系统概念31-32
• 2.3.2 带积分环节的扩展负虚系统稳定性分析32-38
• 第3章 QUANSER公司的激光指向平台38-45
• 3.1 激光平台的工作原理38-43
• 3.2 激光平台的模型分析43-45
• 第4章 正位置反馈控制在激光指向平台上的应用45-59
• 4.1 引言45
• 4.2 正位置反馈控制在激光指向平台上的应用45-54
• 4.2.1 改进正位置反馈控制器的模型设计46-52
• 4.2.2 改进正位置反馈控制器的参数优化52-54
• 4.3 实验与仿真结果54-58
• 4.3.1 改进正位置反馈控制器的干扰抑制效果54-57
• 4.3.2 改进正位置反馈控制器的鲁棒稳定性57-58
• 4.4 小结58-59
• 第5章 积分谐振控制在激光指向平台上的应用59-72
• 5.1 引言59
• 5.2 积分谐振控制在激光指向平台上的应用59-66
• 5.2.1 改进积分谐振控制器的模型设计60-65
• 5.2.2 改进积分谐振控制器的参数优化65-66
• 5.3 实验与仿真结果66-70
• 5.3.1 改进积分谐振控制器的干扰抑制效果66-70
• 5.3.2 改进积分谐振控制器的鲁棒稳定性70
• 5.4 小结70-72
• 结论72-74
• 参考文献74-79
• 攻读学位期间发表论文与研究成果清单79-80
• 致谢80

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本文编号：385469