卫星光通信中平台角振动的小波变换域预测补偿方法研究

发布时间：2017-08-02 09:12

  本文关键词：卫星光通信中平台角振动的小波变换域预测补偿方法研究

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【摘要】：本文针对卫星平台振动补偿问题展开研究。通过对已有文献的调研,总结了卫星平台振动的来源及特点,并对目前常用的单点反馈补偿法做了详细讨论。在此基础上,引入数学领域的小波理论,提出了一种新的补偿方法,即基于小波变换的预测补偿法。并对此补偿方案的可行性进行了分析,具体工作如下:首先,介绍了卫星光通信发展背景,详细讨论了卫星平台振动的来源及特点。并根据振动的非平稳特性,提出基于小波变换的预测补偿方法,并对此方法的补偿原理以及计算过程做了详细介绍。其次,在计算机环境下对基于小波变换的预测补偿方法的补偿能力进行仿真研究。从卫星平台振动特点出发,设计了单正弦振动和多正弦叠加振动两种振动模式,在每一个模式中,分别采用基于小波变换的预测法和单点反馈法对振动进行补偿。在单正弦模式中,通过对比两种补偿方法的补偿因子,提出了基于小波变换的预测补偿法的改进方案。相比改进前,改进后的补偿方法补偿能力大大提高,对较高频率振动也能有很好的补偿效果。通过理论仿真可知,本文提出的补偿方法对80Hz以内的振动有很好补偿能力,其性能优于单点反馈法。最后,建立了卫星平台振动补偿模拟系统,并制作了详细的实验方案。同样对单正弦振动和多正弦叠加振动进行补偿,对比两种补偿方法的补偿效果。实验结果表明:在本实验系统参数下,如果设有效补偿阈值为50%,单点反馈法有效补偿30Hz以下振动;基于小波变换的预测补偿法有效补偿80Hz以下振动;对于多正弦叠加振动,单点反馈法有效补偿至21-30Hz频段,当振动高于此频段时,补偿因子下降到50%以下;基于小波变换的预测补偿法可有效补偿至51-60Hz;并且从补偿后振动残差分布来看,基于小波变换的预测补偿法补偿后振动残差更加集中,大多数分布在0?rad附近。通过理论仿真和模拟实验证明了基于小波变换的预测补偿法是可行的,其补偿能力要高于单点反馈法,为平台振动提供了一个更有效的抑制方案。
【关键词】：卫星光通信 平台振动 小波变换 补偿效率
【学位授予单位】：哈尔滨工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TN927.2
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第1章 绪论9-19
• 1.1 课题研究背景及意义9-10
• 1.2 卫星光通信国内外研究现状10-13
• 1.3 国内外卫星平台振动的研究现状13-15
• 1.3.1 美国13
• 1.3.2 欧洲13-14
• 1.3.3 日本14
• 1.3.4 国内研究现状14-15
• 1.4 卫星平台振动及其补偿现状分析15-18
• 1.4.1 卫星平台振动来源及振动模式15-16
• 1.4.2 补偿方法分类16-17
• 1.4.3 振动补偿现状分析17-18
• 1.5 论文主要研究内容18-19
• 第2章 基于小波变换的预测补偿方法理论基础19-27
• 2.1 基于小波变换的预测补偿方法理论基础19-24
• 2.1.1 小波变换理论19-22
• 2.1.2 自回归模型22-24
• 2.2 基于小波变换的预测补偿方法及可行性分析24-26
• 2.2.1 基于小波变换的预测补偿方法24-26
• 2.2.2 可行性分析26
• 2.3 本章小结26-27
• 第3章 基于小波变换的预测补偿方法仿真验证27-37
• 3.1 单正弦振动补偿效果仿真27-33
• 3.2 多正弦叠加振动补偿效果仿真33-36
• 3.3 本章小结36-37
• 第4章 卫星平台振动补偿方法实验研究37-58
• 4.1 卫星平台振动补偿实验系统及方案介绍37-41
• 4.1.1 实验仪器37-39
• 4.1.2 实验系统组成39-41
• 4.1.3 实验步骤41
• 4.2 单正弦振动补偿实验研究41-49
• 4.2.1 单点反馈法单正弦振动补偿实验41-44
• 4.2.2 基于小波变换的预测补偿法单正弦振动补偿实验44-48
• 4.2.3 单正弦振动补偿实验效果对比48-49
• 4.3 多正弦叠加振动补偿实验研究49-57
• 4.3.1 多正弦叠加振动补偿实验49-56
• 4.3.2 多正弦叠加振动补偿实验效果对比56-57
• 4.4 本章小结57-58
• 结论58-60
• 参考文献60-64
• 攻读硕士期间发表的学术论文64-66
• 致谢66

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本文编号：608526