本文關(guān)鍵詞：機(jī)載天線穩(wěn)定跟蹤系統(tǒng)擾動控制研究及仿真　出處：《西南交通大學(xué)》2016年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

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【摘要】：機(jī)載天線穩(wěn)定跟蹤系統(tǒng)應(yīng)用于復(fù)雜的動態(tài)環(huán)境中,載體的線運(yùn)動和姿態(tài)運(yùn)動影響天線陣面的指向精度,太空環(huán)境和多自由度耦合造成的負(fù)載變化影響天線伺服系統(tǒng)控制精度。本文分析出兩方面的擾動控制策略,提出基于卡爾曼濾波算法預(yù)估載體位移,并結(jié)合姿態(tài)傳感器前饋信息和坐標(biāo)轉(zhuǎn)換隔離算法,以補(bǔ)償載體線運(yùn)動和姿態(tài)運(yùn)動對天線指向的擾動；針對天線伺服系統(tǒng)設(shè)計(jì)出在線辨識轉(zhuǎn)動慣量環(huán)節(jié)并前饋實(shí)現(xiàn)速度環(huán)自整定,增加負(fù)載轉(zhuǎn)矩觀測器并前饋至電流環(huán)補(bǔ)償,以削弱轉(zhuǎn)動慣量和負(fù)載轉(zhuǎn)矩?cái)_動對系統(tǒng)控制性能的影響。分析系統(tǒng)在SolidWorks中的仿真模型,將上位機(jī)通訊信息作為數(shù)據(jù)源設(shè)計(jì)出基于卡爾曼濾波原理的載體線運(yùn)動隔離算法,在Matlab中建模驗(yàn)證了該算法能準(zhǔn)確預(yù)估載體位移；通過工況分析和數(shù)理推算,將捷聯(lián)慣性元件測量值作為數(shù)據(jù)源并結(jié)合坐標(biāo)轉(zhuǎn)換得出載體姿態(tài)擾動隔離算法,以實(shí)現(xiàn)載體擾動的控制。結(jié)合系統(tǒng)負(fù)載的動態(tài)特性和機(jī)械性能設(shè)計(jì)選型伺服電機(jī),通過理論推導(dǎo)建立天線伺服系統(tǒng)的雙閉環(huán)控制策略。采用模型參考自適應(yīng)辨識算法設(shè)計(jì)出系統(tǒng)平穩(wěn)運(yùn)行時的轉(zhuǎn)動慣量辨識器,利用三階最佳設(shè)計(jì)法將轉(zhuǎn)動慣量辨識值前饋速度環(huán)進(jìn)行自整定控制。在Simulink中自定義電機(jī)及辨識器模型,仿真觀測出辨識器在不同自適應(yīng)增益下的辨識精度,并仿真驗(yàn)證了自整定速度環(huán)控制下系統(tǒng)速度響應(yīng)的快速性和準(zhǔn)確性；同時將可直接測量的機(jī)械角速度和電磁轉(zhuǎn)矩作為輸入量觀測系統(tǒng)負(fù)載轉(zhuǎn)矩,在Simulink中建立該降階觀測器模型并選擇合適的補(bǔ)償增益將其觀測值前饋至電流環(huán),建立系統(tǒng)的理論控制模型,仿真驗(yàn)證了相比于普通PI控制,該控制策略在負(fù)載持續(xù)作用時具有更小的超調(diào)量,在負(fù)載突變下具有更小的轉(zhuǎn)速波動和更高的穩(wěn)態(tài)精度,即具有良好的抗負(fù)載擾動性能。
【學(xué)位授予單位】：西南交通大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：V243.4

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本文編號：1327282