基于最优PID和LQG算法的空间望远镜大口径快摆机构控制系统仿真

发布时间：2017-08-05 21:26

  本文关键词：基于最优PID和LQG算法的空间望远镜大口径快摆机构控制系统仿真

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【摘要】：空间望远镜在观测时会受到不确定性扰动,这些扰动的特性为幅值小,频带宽,控制难,而且望远镜平台的振动成分大部分在10 Hz以内。为了减小这些低频振动造成的干扰,对空间望远镜的大口径FSM系统进行控制器设计使其能够对低频扰动具有良好的抑制作用,选择的控制算法为在ITAE指标最优情况下的PID算法和带有积分作用的LQG算法。利用Simulink对系统搭建模型,仿真结果表明:FSM系统在PID控制器作用下的响应时间为0.4 s,在LQG控制器作用的响应时间为0.04 s,且都无稳态误差。利用OICETS卫星的振动功率谱密度数据对系统的抑制能力进行验证,在低频段0~10Hz范围内:跟踪模式时,系统在PID控制器作用下,抑制能力为14.5 d B,系统在LQG控制器作用下,抑制能力为32.5 d B;瞄准模式时,系统在PID控制器作用下,抑制能力为10.3 d B,系统在LQG控制器作用下,抑制能力为23.6 d B。经过比较,该大口径FSM系统在LQG控制器作用下的系统性能明显优于在最优PID控制器作用下。
【作者单位】： 中国科学院大学;中国科学院上海技术物理研究所;
【关键词】： 大口径快摆机构控制系统 扰动抑制 PID算法 LQG算法
【基金】：国家自然科学基金资助项目(40776100)
【分类号】：TH751;TP273
【正文快照】： 在空间进行天文观测可以摆脱大气影响,具有较低的背景噪声而且观测波长范围广,望远镜的角分辨率接近衍射极限,所以空间天文望远镜已成为天文观测的重要手段。空间望远镜口径越大,聚光能力越强,分辨率越高,所以大口径空间望远镜可以获得更清晰的图像和更全面的信息。空间望远镜

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本文编号：627003