大口径射电望远镜天线伺服控制系统的设计

发布时间：2024-01-20 10:14

　　大口径射电望远镜是天文学重要的观测设备，随着天线结构大型化，严重的结构振动问题已不可忽视。为进一步提高指向精度和抗干扰能力，大口径天线系统的设计水平亟待提高。 最优控制理论是由现代控制论发展而来的先进控制算法，其研究系统在给定约束下达到性能最优、能耗最优及时间最优等问题。通过研究系统内部状态，它更适合分析具有复杂动态的天线伺服系统。 然而，最优控制理论研究系统内部所有状态往往需要精确的模型，辨识模型的阶次往往会因噪声污染而变得很高，而且高阶控制器对观测器的设计要求也很高。因此，如何解决辨识精确性、高阶控制器实现问题是实现最优控制器的关键问题。为此，本文提出模态截断法，解决了模型辨识的阶次膨胀问题，也使得降阶后的控制器具有可行性；应用内模原理等综合设计的高精度最优控制算法提高伺服系统指向精度和跟踪性能。利用物理建模或简单的系统辨识方法，获得的系统模型不是简单就是过于复杂；利用PI控制器设计的伺服系统，控制结构简单，当面临具有高频谐振的复杂动态天线结构的控制问题时，无法达到高精度的伺服指标。本文提出的降阶算法，结合物理建模的先验知识和系统建模的客观信息获得辨识模型，运用先进系统辨识算法通过...

【文章页数】：79 页

【学位级别】：硕士

本文编号：3880659