卫星光通信精确跟踪控制系统的参数化综合优化设计

精确跟踪对准控制系统在卫星光通信中起着至关重要的作用.我国已完成的墨子号量子科学实验卫星,是基于经典随动系统理论设计的跟踪与瞄准系统,并在实践中取得了圆满效果.面向未来更远距离的空间通信应用,对跟踪与瞄准系统提出了更高的精度要求,传统的控制方法很难满足.为此本文提出了精确瞄准系统的一种参数化设计方法,抛弃了传统方法的精、粗系统分别设计的思想,对两级子系统进行整体设计,充分地利用了系统中的设计自由度.通过综合优化这些设计自由度,实现了系统对阶跃干扰的解耦和复杂干扰的抑制、不敏感极点配置和控制增益极小化等各项设计要求,从而显著地提高了对准精度.仿真结果表明,对准精度由原来的微弧度量级提高到了纳弧度...

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Bibliographic Details
Published in控制理论与应用 Vol. 37; no. 3; pp. 469 - 480
Main Authors 段广仁, 王建宇, 赵天一, 张亮
Format Journal Article
LanguageChinese
Published 哈尔滨工业大学控制理论与制导技术中心,黑龙江 哈尔滨,150080%中国科学院上海技术物理研究所空间主动光电技术重点实验室,上海,200083 01.03.2020
Subjects
控制系统参数化设计
精准跟踪控制系统
控制系统设计
多目标设计
卫星光通信
参数摄动
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ISSN1000-8152
DOI10.7641/CTA.2020.90583

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Summary:精确跟踪对准控制系统在卫星光通信中起着至关重要的作用.我国已完成的墨子号量子科学实验卫星,是基于经典随动系统理论设计的跟踪与瞄准系统,并在实践中取得了圆满效果.面向未来更远距离的空间通信应用,对跟踪与瞄准系统提出了更高的精度要求,传统的控制方法很难满足.为此本文提出了精确瞄准系统的一种参数化设计方法,抛弃了传统方法的精、粗系统分别设计的思想,对两级子系统进行整体设计,充分地利用了系统中的设计自由度.通过综合优化这些设计自由度,实现了系统对阶跃干扰的解耦和复杂干扰的抑制、不敏感极点配置和控制增益极小化等各项设计要求,从而显著地提高了对准精度.仿真结果表明,对准精度由原来的微弧度量级提高到了纳弧度量级.
ISSN:1000-8152
DOI:10.7641/CTA.2020.90583