發(fā)布時(shí)間：2021-10-15 08:25

　　星跟蹤器主要應(yīng)用于飛機(jī)的慣導(dǎo)/天文全天時(shí)組合導(dǎo)航系統(tǒng),作用是通過計(jì)算飛機(jī)與恒星的相對(duì)位置關(guān)系,并依靠雙星或多星切換的方式來補(bǔ)償慣導(dǎo)的累計(jì)誤差。由于飛機(jī)在飛行過程中姿態(tài)不斷變化且機(jī)身會(huì)因?yàn)榘l(fā)動(dòng)機(jī)和氣流等原因產(chǎn)生抖動(dòng),星跟蹤器需要具備載體擾動(dòng)隔離能力以保證星圖質(zhì)量和完成對(duì)目標(biāo)恒星的持續(xù)跟蹤。因此,從功能上來看,星跟蹤器可以視為一個(gè)需要不斷切換跟蹤目標(biāo)的光電穩(wěn)定平臺(tái)。其中,星跟蹤器的跟蹤性能由視軸穩(wěn)定性能和目標(biāo)跟蹤性能決定,而其切換和搜索目標(biāo)的效率則取決于視軸穩(wěn)定性能和位置控制精度。本文將分別對(duì)星跟蹤器的視軸穩(wěn)定、位置控制和目標(biāo)跟蹤等三個(gè)方面進(jìn)行深入研究,并通過改進(jìn)控制結(jié)構(gòu)的方式來提高星跟蹤器系統(tǒng)的性能。首先將對(duì)星跟蹤器的系統(tǒng)組成及結(jié)構(gòu)進(jìn)行介紹,并在此基礎(chǔ)上分析擾動(dòng)耦合原理和目標(biāo)相對(duì)位置與脫靶量之間的關(guān)系,為相關(guān)傳感器的利用提供理論支撐。建立星跟蹤器平臺(tái)模型,并分析載體擾動(dòng)隔離原理;根據(jù)星跟蹤器的功能需求,分別提出用于穩(wěn)像和目標(biāo)切換的雙閉環(huán)控制回路,為后文的控制結(jié)構(gòu)優(yōu)化打下基礎(chǔ)。在視軸穩(wěn)定方面,本文提出兩種設(shè)計(jì)方案:1)對(duì)星跟蹤器采用的間接穩(wěn)定方案原理進(jìn)行闡述,提出間接穩(wěn)定控制所需解決的三個(gè)... 

【文章來源】：中國科學(xué)院大學(xué)(中國科學(xué)院光電技術(shù)研究所)四川省

【文章頁數(shù)】：174 頁

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【文章目錄】：
摘要
abstract
第1章 緒論
    1.1 課題背景及意義
    1.2 機(jī)載全天時(shí)天文導(dǎo)航系統(tǒng)研究現(xiàn)狀
    1.3 機(jī)載光電穩(wěn)定平臺(tái)研究現(xiàn)狀
    1.4 相關(guān)控制方法研究現(xiàn)狀
        1.4.1 慣性穩(wěn)定控制方法研究現(xiàn)狀
        1.4.2 目標(biāo)跟蹤控制方法研究現(xiàn)狀
    1.5 論文主要研究內(nèi)容及結(jié)構(gòu)安排
        1.5.1 論文主要研究內(nèi)容
        1.5.2 論文結(jié)構(gòu)安排
第2章 星跟蹤器系統(tǒng)分析
    2.1 星跟蹤器穩(wěn)定方案選擇
    2.2 星跟蹤器系統(tǒng)組成及工作原理
    2.3 星跟蹤器平臺(tái)特性及原理分析
        2.3.1 星跟蹤器角運(yùn)動(dòng)原理
        2.3.2 星跟蹤器脫靶量與目標(biāo)相對(duì)位置關(guān)系
        2.3.3 星跟蹤器動(dòng)力學(xué)模型
        2.3.4 星跟蹤器擾動(dòng)隔離分析
        2.3.5 雙閉環(huán)回路控制技術(shù)
    2.4 本章小結(jié)
第3章 基于自抗擾控制和噪聲觀測(cè)器的視軸穩(wěn)定技術(shù)
    3.1 間接穩(wěn)定性能分析
        3.1.1 間接穩(wěn)定原理
        3.1.2 匹配濾波
        3.1.3 微分測(cè)速噪聲
    3.2 基于自抗擾控制的視軸穩(wěn)定方法
        3.2.1 自抗擾控制原理
        3.2.2 改進(jìn)自抗擾控制
    3.3 基于擾動(dòng)觀測(cè)原理的噪聲觀測(cè)器
        3.3.1 自抗擾控制直接加濾波器存在的問題
        3.3.2 擾動(dòng)觀測(cè)器原理
        3.3.3 噪聲觀測(cè)器
        3.3.4 噪聲觀測(cè)器控制系統(tǒng)的魯棒穩(wěn)定性分析
    3.4 試驗(yàn)結(jié)果與分析
        3.4.1 仿真分析
        3.4.2 實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證
        3.4.3外場(chǎng)實(shí)驗(yàn)
    3.5 本章小結(jié)
第4章 基于魯棒降階自抗擾控制的視軸穩(wěn)定技術(shù)
    4.1 降階自抗擾控制的理論依據(jù)
    4.2 改進(jìn)降噪擾動(dòng)觀測(cè)器
    4.3 改進(jìn)降噪擾動(dòng)觀測(cè)器控制系統(tǒng)的魯棒穩(wěn)定性分析
    4.4 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析
        4.4.1 仿真分析
        4.4.2 實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證
    4.5 本章小結(jié)
第5章 帶有滑模組件的自抗擾位置控制技術(shù)
    5.1 基于系統(tǒng)輸出微分的擴(kuò)張狀態(tài)觀測(cè)器
        5.1.1 基于系統(tǒng)輸出微分的擴(kuò)張狀態(tài)觀測(cè)器的提出
        5.1.2 兩種擴(kuò)張狀態(tài)觀測(cè)器的比較
    5.2 基于總和擾動(dòng)估計(jì)微分的擴(kuò)張狀態(tài)觀測(cè)器
    5.3 帶有滑模組件的反饋控制律
        5.3.1 滑�？刂苹驹�
        5.3.2 滑模組件的設(shè)計(jì)
    5.4 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析
        5.4.1 仿真分析
        5.4.2 實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證
    5.5 本章小節(jié)
第6章 基于預(yù)測(cè)結(jié)構(gòu)擴(kuò)張狀態(tài)觀測(cè)器的跟蹤控制技術(shù)
    6.1 延時(shí)對(duì)跟蹤控制性能的影響
    6.2 預(yù)測(cè)結(jié)構(gòu)擴(kuò)張狀態(tài)觀測(cè)器
        6.2.1 經(jīng)典狀態(tài)預(yù)測(cè)算法
        6.2.2 改進(jìn)狀態(tài)預(yù)測(cè)算法
        6.2.3 基于擴(kuò)張狀態(tài)觀測(cè)器的狀態(tài)預(yù)測(cè)算法
        6.2.4 預(yù)測(cè)算法的分析
    6.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析
        6.3.1 仿真分析
        6.3.2 實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證
    6.4 本章小結(jié)
第7章 總結(jié)與展望
    7.1 全文總結(jié)
    7.2 論文主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn)
    7.3 現(xiàn)階段存在問題及工作展望
參考文獻(xiàn)
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(xiàn)】：
期刊論文
[1]基于蜂群算法的矩陣變換器ADRC參數(shù)優(yōu)化[J]. 馬星河,張振東,許丹,王福忠.  電力系統(tǒng)保護(hù)與控制. 2019(17)
[2]基于卡爾曼濾波的光電跟蹤設(shè)備速度預(yù)測(cè)[J]. 趙治月,劉麗貞,周鵬遠(yuǎn).  激光雜志. 2019(01)
[3]基于降階自抗擾的永磁同步電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)[J]. 范婷,唐彬彬,郭小定.  微電機(jī). 2018(07)
[4]遠(yuǎn)程長航時(shí)飛行器慣性/天文組合導(dǎo)航技術(shù)研究[J]. 何曉斌.  航空科學(xué)技術(shù). 2018(07)
[5]基于加權(quán)自適應(yīng)平方根容積卡爾曼濾波的GPS/INS組合導(dǎo)航方法[J]. 岳哲,廉保旺,唐成凱.  電子與信息學(xué)報(bào). 2018(03)
[6]利用自適應(yīng)卡爾曼濾波實(shí)現(xiàn)光電跟蹤中的復(fù)合控制[J]. 田俊林,胡曉陽,游安清.  光學(xué)精密工程. 2017(07)
[7]Acceleration feedback control（AFC） enhanced by disturbance observation and compensation（DOC） for high precision tracking in telescope systems[J]. Qiang Wang,Hua-Xiang Cai,Yong-Mei Huang,Liang Ge,Tao Tang,Yan-Rui Su,Xiang Liu,Jin-Ying Li,Dong He,Sheng-Ping Du,Yu Ling.  Research in Astronomy and Astrophysics. 2016(08)
[8]光柵數(shù)字細(xì)分的CORDIC算法總量化誤差分析[J]. 王曉娜,鐘玉龍,朱維斌,葉樹亮.  計(jì)量學(xué)報(bào). 2016 (01)
[9]基于粒子濾波技術(shù)的電機(jī)信號(hào)降噪方法[J]. 原菊梅.  火力與指揮控制. 2016(01)
[10]永磁直線同步電機(jī)的互補(bǔ)滑模變結(jié)構(gòu)控制[J]. 趙希梅,趙久威.  中國電機(jī)工程學(xué)報(bào). 2015(10)

博士論文
[1]基于信息融合的運(yùn)動(dòng)平臺(tái)光電跟蹤控制技術(shù)研究[D]. 羅勇.中國科學(xué)院大學(xué)(中國科學(xué)院光電技術(shù)研究所) 2019
[2]機(jī)載光電偵察平臺(tái)高精度視軸穩(wěn)定及像移補(bǔ)償控制技術(shù)研究[D]. 王正璽.中國科學(xué)院大學(xué)(中國科學(xué)院長春光學(xué)精密機(jī)械與物理研究所) 2019
[3]滑模變結(jié)構(gòu)控制在機(jī)載光電平臺(tái)中的應(yīng)用研究[D]. 周占民.中國科學(xué)院大學(xué)(中國科學(xué)院長春光學(xué)精密機(jī)械與物理研究所) 2019
[4]運(yùn)動(dòng)平臺(tái)預(yù)測(cè)跟蹤技術(shù)研究[D]. 鄧超.中國科學(xué)院大學(xué)(中國科學(xué)院光電技術(shù)研究所) 2018
[5]機(jī)載捷聯(lián)慣性導(dǎo)航系統(tǒng)高精度快速對(duì)準(zhǔn)技術(shù)研究[D]. 陳維娜.南京航空航天大學(xué) 2017
[6]機(jī)載光電平臺(tái)伺服系統(tǒng)穩(wěn)定與跟蹤控制技術(shù)的研究[D]. 謝瑞宏.中國科學(xué)院長春光學(xué)精密機(jī)械與物理研究所 2017
[7]慣性穩(wěn)定平臺(tái)中的多傳感器控制技術(shù)研究[D]. 田競.電子科技大學(xué) 2016
[8]慣性穩(wěn)定平臺(tái)的建模分析與高精度控制[D]. 鄧科.中國科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2016
[9]運(yùn)動(dòng)平臺(tái)ATP系統(tǒng)控制技術(shù)研究[D]. 劉子棟.中國科學(xué)院研究生院（光電技術(shù)研究所） 2015
[10]基于星敏感器的捷聯(lián)慣性/天文組合導(dǎo)航研究[D]. 孫龍.哈爾濱工程大學(xué) 2015

碩士論文
[1]兩軸四框架結(jié)構(gòu)機(jī)載光電平臺(tái)擾動(dòng)抑制研究[D]. 叢敬文.中國科學(xué)院大學(xué)(中國科學(xué)院長春光學(xué)精密機(jī)械與物理研究所) 2019
[2]線性自抗擾控制器在LCL型并網(wǎng)逆變器系統(tǒng)中的應(yīng)用研究[D]. 陶幫正.華南理工大學(xué) 2019
[3]機(jī)載光電穩(wěn)定平臺(tái)擾動(dòng)的自適應(yīng)補(bǔ)償[D]. 馬丙華.中國科學(xué)院大學(xué)(中國科學(xué)院長春光學(xué)精密機(jī)械與物理研究所) 2018
[4]編碼器分辨率對(duì)捷聯(lián)式穩(wěn)定平臺(tái)的精度影響控制研究[D]. 李志翔.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2018
[5]基于頻域模型的ADRC參數(shù)整定及其在精密控制中應(yīng)用研究[D]. 左丹.中國科學(xué)院研究生院(光電技術(shù)研究所) 2016
[6]基于構(gòu)型信息的小衛(wèi)星編隊(duì)自主導(dǎo)航技術(shù)研究[D]. 張曉磊.中國科學(xué)院研究生院(空間科學(xué)與應(yīng)用研究中心) 2015
[7]GNSS/MIMU機(jī)載組合導(dǎo)航系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D]. 閆小樂.哈爾濱工程大學(xué) 2015
[8]GNSS/MIMU組合導(dǎo)航系統(tǒng)動(dòng)態(tài)初始對(duì)準(zhǔn)及實(shí)時(shí)信息融合方法研究[D]. 王鼎杰.國防科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2013
[9]空天飛行器慣性/天文組合導(dǎo)航技術(shù)研究[D]. 張承.南京航空航天大學(xué) 2012
[10]視軸穩(wěn)定與跟蹤系統(tǒng)的控制結(jié)構(gòu)及算法研究[D]. 張琳琳.東北大學(xué) 2010



本文編號(hào)：3437737