發(fā)布時間：2021-06-27 18:32

　　隨著航天技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用,各國紛紛對空間目標(biāo)監(jiān)視網(wǎng)絡(luò)進行建設(shè)。車載光電測量站部署靈活,是對地基監(jiān)視網(wǎng)絡(luò)的有效補充。本文以車載低軌衛(wèi)星測量站的研制工作為背景,主要對車載光電跟蹤設(shè)備中的跟蹤關(guān)鍵技術(shù)進行研究。利用改進差分進化算法獲得了準確的跟蹤轉(zhuǎn)臺傳遞函數(shù)模型;設(shè)計了三軸轉(zhuǎn)臺的角速度偏差最小控制方法;提出了基于測量方程的三軸跟蹤轉(zhuǎn)臺靜態(tài)指向修正方法;并通過搭建三軸跟蹤轉(zhuǎn)臺伺服控制系統(tǒng),對上述研究進行了實驗驗證。論文主要完成的工作包括:1.對車載低軌衛(wèi)星測量站的組成進行概述,介紹其工作流程和工作原理。通過分析指出跟蹤轉(zhuǎn)臺的跟蹤精度和跟蹤轉(zhuǎn)臺的指向精度都決定了測量站的性能。并對跟蹤轉(zhuǎn)臺的傳遞函數(shù)辨識方法、三軸跟蹤轉(zhuǎn)臺的控制方法和三軸跟蹤轉(zhuǎn)臺的靜態(tài)指向修正方法進行分析。2.通過加強搜索隨機性,和對算法參數(shù)進行在線調(diào)整,提出了改進差分進化算法。利用基準測試函數(shù)將改進差分進化算法和其他啟發(fā)式算法進行對比測試,證明該算法具備較快的收斂速度和較強的全局尋優(yōu)能力。使用改進差分進化算法對實驗轉(zhuǎn)臺軸系進行系統(tǒng)辨識,獲得了準確反映實際系統(tǒng)的傳遞函數(shù)參數(shù)模型。3.推導(dǎo)地平式和水平式跟蹤轉(zhuǎn)臺的指向模型,分析跟蹤“盲... 

【文章來源】：中國科學(xué)院大學(xué)(中國科學(xué)院長春光學(xué)精密機械與物理研究所)吉林省

【文章頁數(shù)】：133 頁

【學(xué)位級別】：博士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 課題研究背景及意義
    1.2 空間目標(biāo)光電測量設(shè)備的研究發(fā)展
    1.3 車載光電測量設(shè)備發(fā)展現(xiàn)狀
    1.4 論文主要研究內(nèi)容以及結(jié)構(gòu)
第2章 車載低軌衛(wèi)星測量站系統(tǒng)分析
    2.1 引言
    2.2 車載低軌衛(wèi)星測量站系統(tǒng)組成
        2.2.1 載車及輔助設(shè)備
        2.2.2 支撐平臺及調(diào)平設(shè)備
        2.2.3 光電跟蹤轉(zhuǎn)臺
        2.2.4 定位、定向和時統(tǒng)設(shè)備
        2.2.5 指控終端
    2.3 車載低軌衛(wèi)星測量站的的工作流程
    2.4 車載低軌衛(wèi)星測量站跟蹤中的關(guān)鍵技術(shù)
        2.4.1 跟蹤轉(zhuǎn)臺傳遞函數(shù)辨識
        2.4.2 三軸跟蹤轉(zhuǎn)臺控制方法
        2.4.3 三軸跟蹤轉(zhuǎn)臺的靜態(tài)指向修正
    2.5 本章小結(jié)
第3章 基于改進差分進化算法的跟蹤轉(zhuǎn)臺系統(tǒng)辨識
    3.1 引言
    3.2 差分進化算法及其改進算法
        3.2.1 差分進化算法
        3.2.2 改進差分進化算法(ADDE)
    3.3 改進差分進化算法的性能評價
        3.3.1 Benchmark標(biāo)準化測試函數(shù)
        3.3.2 求解精度測試
        3.3.3 全局收斂性能比較
    3.4 傳遞函數(shù)模型
    3.5 傳遞函數(shù)模型辨識結(jié)果及分析
    3.6 本章小結(jié)
第4章 三軸光電跟蹤轉(zhuǎn)臺控制方法
    4.1 引言
    4.2 兩軸跟蹤轉(zhuǎn)臺指向模型分析
        4.2.1 地平式跟蹤轉(zhuǎn)臺的指向模型
        4.2.2 水平式跟蹤轉(zhuǎn)臺的指向模型
    4.3 三軸跟蹤轉(zhuǎn)臺運動模型分析
        4.3.1 三軸跟蹤轉(zhuǎn)臺的運動模型
        4.3.2 軸系偏距對跟蹤轉(zhuǎn)臺的影響
    4.4 基于改進差分進化算法的三軸角速度偏差最小控制方法
        4.4.1 三軸轉(zhuǎn)臺角速度偏差最小控制方法(MDTV方法)
        4.4.2 基于改進差分進化算法的MDTV方法
        4.4.3 ADDE-MDTV方法的仿真試驗
    4.5 基于Moor-Penrose廣義逆矩陣的三軸角速度偏差最小控制方法
        4.5.1 Moor-Penrose廣義逆矩陣
        4.5.2 基于Moor-Penrose廣義逆矩陣的MDTV方法
        4.5.3 基于Moor-Penrose廣義逆矩陣的MDTV方法誤差分析
        4.5.4 兩種MDTV方法的計算量對比
    4.6 MDTV方法對弧線飛行目標(biāo)的仿真試驗
    4.7 本章小結(jié)
第5章 三軸光電跟蹤轉(zhuǎn)臺靜態(tài)指向修正方法
    5.1 引言
    5.2 車載低軌衛(wèi)星測量站的測量原理
        5.2.1 時間系統(tǒng)
        5.2.2 坐標(biāo)系統(tǒng)
        5.2.3 空間目標(biāo)的運動學(xué)分析
    5.3 車載三軸跟蹤轉(zhuǎn)臺的靜態(tài)指向誤差來源分析
        5.3.1 授時誤差
        5.3.2 站點定位誤差
        5.3.3 跟蹤轉(zhuǎn)臺基座定向誤差
        5.3.4 方位軸傾斜
        5.3.5 俯仰軸與方位軸不垂直
        5.3.6 橫滾軸與俯仰軸不垂直
        5.3.7 視軸與橫滾軸不垂直
        5.3.8 軸角編碼器零位差
        5.3.9 J2000.0 慣性系到基座坐標(biāo)系變換的誤差分析
    5.4 兩軸式跟蹤轉(zhuǎn)臺的靜態(tài)指向修正方法
        5.4.1 球諧函數(shù)修正法
        5.4.2 單項差修正法
        5.4.3 參數(shù)模型修正法
    5.5 基于球諧函數(shù)的三軸轉(zhuǎn)臺靜態(tài)指向修正方法
        5.5.1 基于球諧函數(shù)的三軸轉(zhuǎn)臺靜態(tài)指向修正方法
        5.5.2 基于球諧函數(shù)的三軸轉(zhuǎn)臺靜態(tài)指向修正方法試驗
    5.6 基于測量方程的三軸轉(zhuǎn)臺靜態(tài)指向修正方法
        5.6.1 三軸跟蹤轉(zhuǎn)臺測量方程
        5.6.2 基于測量方程的三軸轉(zhuǎn)臺靜態(tài)指向修正方法試驗
        5.6.3 兩種三軸跟蹤轉(zhuǎn)臺靜態(tài)指向修正方法的分析和對比
    5.7 本章小結(jié)
第6章 三軸跟蹤轉(zhuǎn)臺伺服控制系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)
    6.1 引言
    6.2 三軸跟蹤轉(zhuǎn)臺伺服控制系統(tǒng)搭建
        6.2.1 直流力矩電機
        6.2.2 功率驅(qū)動器
        6.2.3 軸角編碼器
        6.2.4 伺服控制器
    6.3 三軸跟蹤轉(zhuǎn)臺方位軸傳遞函數(shù)辨識實驗
    6.4 三軸轉(zhuǎn)臺的跟蹤實驗
        6.4.1 三軸跟蹤轉(zhuǎn)臺對旋轉(zhuǎn)靶標(biāo)的跟蹤實驗
    6.5 機動部署后的三軸跟蹤轉(zhuǎn)臺指向簡化修正實驗
    6.6 本章小結(jié)
第7章 總結(jié)與展望
    7.1 論文的研究內(nèi)容和成果總結(jié)
    7.2 論文的主要創(chuàng)新點
    7.3 研究展望
參考文獻
致謝
作者簡歷及攻讀學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文與研究成果


【參考文獻】：
期刊論文
[1]基于粒子群算法的電力電子電路參數(shù)辨識方法[J]. 邵力為,王友仁.  機械制造與自動化. 2019(01)
[2]美國戰(zhàn)略預(yù)警體系發(fā)展探析[J]. 劉鳳增,肖兵,劉捷,熊春暉.  飛航導(dǎo)彈. 2019(03)
[3]2018年臨近空間科學(xué)熱點回眸[J]. 李智斌,黃宛寧,張釗.  科技導(dǎo)報. 2019(01)
[4]2018年空間科學(xué)熱點回眸[J]. 吳季,楊帆,張鳳,范唯唯,韓淋,王海名.  科技導(dǎo)報. 2019(01)
[5]基于改進粒子群算法的工業(yè)過程參數(shù)辨識[J]. 馮晨,王明春,張雨飛,段崇崇.  工業(yè)控制計算機. 2018(09)
[6]2018年第二季度航天器發(fā)射統(tǒng)計[J].   國際太空. 2018(09)
[7]紅外K波段白天探測能力分析驗證[J]. 黃智國,王建立,王昊京,李宏壯,殷麗梅.  紅外與激光工程. 2018(08)
[8]2018上半年全球發(fā)射衛(wèi)星概況及發(fā)展趨勢分析[J]. 韓慧鵬.  衛(wèi)星與網(wǎng)絡(luò). 2018(08)
[9]新型光學(xué)檢測靶標(biāo)直線運動系統(tǒng)加強組件優(yōu)化設(shè)計[J]. 張紹軍,高云國,薛向堯.  紅外與激光工程. 2018(06)
[10]北斗衛(wèi)星系統(tǒng)在空間飛行器天基測控中的應(yīng)用研究[J]. 劉莉,趙佳媚,王超杰.  計算機測量與控制. 2018(06)

博士論文
[1]空間目標(biāo)地基紅外探測技術(shù)研究[D]. 黃智國.中國科學(xué)院大學(xué)(中國科學(xué)院長春光學(xué)精密機械與物理研究所) 2018
[2]北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)精密軌道確定方法研究[D]. 劉偉平.解放軍信息工程大學(xué) 2014
[3]車載經(jīng)緯儀自主定位定向技術(shù)的研究[D]. 李增.中國科學(xué)院研究生院（長春光學(xué)精密機械與物理研究所） 2010
[4]空間目標(biāo)白天光電探測技術(shù)研究[D]. 王偉國.中國科學(xué)院研究生院（長春光學(xué)精密機械與物理研究所） 2005
[5]地平式光測跟星系統(tǒng)天頂盲區(qū)及跟蹤算法研究[D]. 吉桐伯.中國科學(xué)院研究生院（長春光學(xué)精密機械與物理研究所） 2004

碩士論文
[1]基于改進差分進化算法的汽輪機及其調(diào)速系統(tǒng)參數(shù)辨識方法研究[D]. 張藝川.東北電力大學(xué) 2018
[2]面向空間態(tài)勢感知圖像數(shù)據(jù)的分布式處理技術(shù)研究[D]. 王文瑞.北京交通大學(xué) 2018
[3]幾類矩陣分解及其應(yīng)用[D]. 陳文冰.天津工業(yè)大學(xué) 2018
[4]模糊辨識方法及其應(yīng)用研究[D]. 郭志勇.大連理工大學(xué) 2017
[5]基于軌道動力學(xué)的航天器軌道改進方法[D]. 周敬.中國科學(xué)院大學(xué)(中國科學(xué)院國家空間科學(xué)中心) 2017
[6]智能優(yōu)化算法在模糊辨識中的應(yīng)用研究[D]. 劉楠.燕山大學(xué) 2017
[7]空間目標(biāo)監(jiān)視網(wǎng)的性能分析方法研究[D]. 李曦.北京理工大學(xué) 2014
[8]基于偏三軸結(jié)構(gòu)機架的指向誤差修正研究[D]. 張玉碟.中國科學(xué)院研究生院（光電技術(shù)研究所） 2014
[9]航天器軌道確定—衛(wèi)星坐標(biāo)的插值與擬合方法[D]. 劉玉胡.西安電子科技大學(xué) 2014
[10]北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)精密定軌定位分析[D]. 許小龍.遼寧工程技術(shù)大學(xué) 2014



本文編號：3253380