大型天线伺服系统建模与抗风扰控制

发布时间：2020-04-09 05:17

【摘要】：大型天线增益高、波束窄,在天文观测、航天测控等领域具有重要的作用。为了提高其分辨率,要求工作频率不断提升,从而对指向精度提出了越来越高的要求。由于迎风面积大、固有频率低,随机风扰对露天工作大型天线的指向精度有着显著的影响,已成为制约大型天线性能提高的重要因素之一。本文针对风扰引起大型天线柔性变形从而导致指向误差增大的问题,研究了抗风扰控制策略与方法。首先,分析了天线结构变形引起的指向误差,建立了天线的柔体动力学模型并进行模型缩聚,解决了面向指向控制的大型天线建模问题。其次,应用上述模型设计了LQG(Linear-Quadratic-Gaussian)抗风扰控制器,并以7.3m实验天线为例分析了其抗风扰性能和动态性能。最后,针对天线模型参数的不确定性问题设计了基于干扰观测器的自适应滑模控制器,并对转动惯量、阻尼不确定的天线跟踪性能进行仿真验证。结果表明,与PID控制相比,基于LQG控制的天线伺服控制系统,抗风扰性能可大幅提高;基于干扰观测器的滑模控制器,在保证天线伺服系统抗风扰性能的同时,具有良好的自适应控制能力和鲁棒性。
【学位授予单位】：西安电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TN820

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本文编号：2620343