激光通信大口径地面站伺服控制研究

发布时间：2020-05-11 12:46

【摘要】：随着星-地激光通信技术的不断发展,作为星-地激光通信地面终端的激光通信大口径地面站已经成为了研究的热点。为了实现稳定的星-地激光通信,需要研究具有高控制精度的激光通信大口径地面站伺服控制系统。本文以激光通信大口径地面站为研究对象,研究了其结构形式和工作原理,制定了三闭环控制的控制系统设计方案。针对控制系统高精度、多通道、高实时性的要求,提出了一种以“DSP+FPGA”为核心,集通信接口和信息采集接口于一体的控制器硬件架构,并基于控制器设计了控制系统软件程序,基于LabVIEW软件设计了控制系统上位机界面。针对电机工作电压高、功率大的特点,提出了以智能功率模块为核心来设计功率驱动器的方案,并研究了桥路导通互锁和故障保护的安全防护电路。建立了控制系统数学模型,对三闭环控制系统进行了仿真分析,并分析了电流环对系统控制精度的影响。针对大口径地面站在低速跟踪状态下摩擦对控制精度的影响,结合常规PID控制和模糊控制研究了模糊PID控制算法,设计了模糊PID控制器,仿真分析了模糊PID控制在系统低速跟踪状态下的控制性能。最后进行了控制系统性能测试,验证了系统控制性能满足技术指标要求。
【图文】：

图 1.1 月球激光通信实验示意图镜是 1m 口径 F/76 大焦比望远镜[10]。它是 LLCD 的一个主通信的接收端，精跟踪精度达到 1urad。 LLOT 光通信望图 1.2 LLOT 激光通信望远镜、欧洲航天局和日本通信技术研究院（NICT） 月，OICETS 卫星与德国 DLR 机构的光通信地面站以及

图 1.2 LLOT 激光通信望远镜航天局和日本通信技术研究院（NICT）ICETS 卫星与德国 DLR 机构的光通信地面行了激光通信[11-12]。这是世界上第一次成功光通信实验历时 3 年才停止。这次激光通面基站 OGS 在通信过程中展现出了良好的.3urad，，精跟踪精度达 0.4urad。OGS 地面
【学位授予单位】：长春理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TP273;TN929.1

【参考文献】

相关期刊论文 前10条

1 朱闯;林勇;温阳东;;蚁群优化的改进型神经网络控制器设计[J];化工自动化及仪表;2015年07期

2 姜会林;安岩;张雅琳;江伦;赵义武;董科研;张鹏;王超;战俊彤;;空间激光通信现状、发展趋势及关键技术分析[J];飞行器测控学报;2015年03期

3 杨岩虎;马东辉;;关于空间激光通信技术的研究[J];信息通信;2014年08期

4 宋婷婷;马晶;谭立英;于思源;冉启文;;美国月球激光通信演示验证——终端设计[J];激光与光电子学进展;2014年05期

5 吴从均;颜昌翔;高志良;;空间激光通信发展概述[J];中国光学;2013年05期

6 孙强;;高精度绝对式光栅尺研究进展及技术难点[J];世界制造技术与装备市场;2012年05期

7 付强;姜会林;王晓曼;刘智;佟首峰;张立中;;空间激光通信研究现状及发展趋势[J];中国光学;2012年02期

8 鹿鸣;;自由空间激光通信系统信号光捕获策略简析[J];科技信息;2010年29期

9 杨武,岳永坚,刘恩海;一种激光扫描跟踪实验装置的设计[J];光电工程;2003年05期

10 孙宜标,郭庆鼎;交流直线伺服系统的模糊滑模变结构控制[J];沈阳工业大学学报;2002年04期

相关博士学位论文 前7条

1 苏艳蕊;量子光通信望远镜跟踪控制技术研究[D];中国科学院研究生院(光电技术研究所);2016年

2 邓永停;4m级望远镜主轴交流伺服控制系统研究[D];中国科学院研究生院(长春光学精密机械与物理研究所);2015年

3 符玉襄;空间高精度二维伺服系统控制技术研究[D];中国科学院研究生院(上海技术物理研究所);2015年

4 孙航;大口径红外辐射特性测量设备目标识别与跟踪关键技术研究[D];中国科学院研究生院(长春光学精密机械与物理研究所);2015年

5 孟立新;机载激光通信中捕获与跟踪技术研究[D];吉林大学;2014年

6 王艳秋;先进控制技术的集成及应用研究[D];东北大学;2006年

7 王建立;光电经纬仪电视跟踪、捕获快速运动目标技术的研究[D];中国科学院研究生院（长春光学精密机械与物理研究所）;2002年

相关硕士学位论文 前4条

1 李兴;基于FPGA的高速多通道并行测速系统设计[D];南京理工大学;2015年

2 胡大军;基于模糊控制的舰载光电跟踪伺服系统设计[D];武汉工程大学;2012年

3 李伟亮;基于FPGA的永磁同步电机伺服控制系统研究[D];哈尔滨工业大学;2011年

4 胡婷婷;星地光通信系统ATP软件控制模块研制[D];电子科技大学;2010年

本文编号：2658477