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移動載體天線伺服系統(tǒng)擾動抑制控制器設(shè)計
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資料類別
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電子電工畢業(yè)論文（設(shè)計） |
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課程(專業(yè))
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控制理論與控制工程 |
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關(guān)鍵詞
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擾動抑制|伺服系統(tǒng) |
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適用年級
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大學(xué) |
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身份要求
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普通會員 |
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金 幣
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40 �。�金幣如何獲得？） |
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文件格式
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pdf |
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文件大小
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2282K |
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發(fā)布時間
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2017-09-23 17:07:00 |
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預(yù)覽文件
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無 |
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下載次數(shù)
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0 |
| 發(fā)布人 |
kj008 |
內(nèi)容簡介：
移動載體天線伺服系統(tǒng)擾動抑制控制器設(shè)計，碩士學(xué)位論文，說明書共127頁。
摘要：
隨著通信需求升級，衛(wèi)星通信天線向著小型化、移動化、高可靠性化發(fā)展，在軍事、工業(yè)及民用領(lǐng)域發(fā)揮著越來越重要的作用。與固定天線不同，移動載體衛(wèi)星通信天線的難點在于抑制由載體運動所引起的對天線指向精度的干擾。目前主流Ka頻段雷達波束寬度要求指向偏差小于0.4度，而載體的擾動可達到其幾十倍，尤其是陸上載體，路面顛簸及載體自身運動狀態(tài)的改變產(chǎn)生的擾動幅值大、頻帶寬，這對天線伺服系統(tǒng)的擾動抑制能力提出了很高的要求。以往“動中通”系統(tǒng)大多采用基于經(jīng)典的PID控制方案，其控制結(jié)構(gòu)簡單、便于工程實現(xiàn)，在機載、船載天線伺服系統(tǒng)上起到了良好的效果。然而，由于陸上載體所受擾動的特殊性質(zhì)，在天線具有諧振情況下PID控制器難以達到良好的效果，而基于現(xiàn)代控制理論的控制器設(shè)計可能會成為進一步提高擾動抑制性能的突破口。
本文基于實際工程應(yīng)用需要，對中電五十四所提供的0.8米“動中通”天線伺服系統(tǒng)進行擾動抑制控制研究。本文先分析其硬件構(gòu)成及特性，并搭建仿真實驗平臺為控制器設(shè)計提供參考。根據(jù)各硬件特性，本文綜合考慮天線伺服系統(tǒng)的剛性、柔性模態(tài)以及時延特性，給出系統(tǒng)的模型形式，并利用基于脈沖響應(yīng)的Hankel辨識法確定對象的各模型參數(shù)。隨后本文針對跟蹤性能基于線性二次型指標設(shè)計狀態(tài)反饋控制器和狀態(tài)觀測器，并證明所得輸出反饋控制器的2H最優(yōu)特性。然而，考慮到路面擾動具有一定的模型，2H最優(yōu)控制器的性能并不是工程應(yīng)用所最需要的。因此本文通過實驗采集擾動數(shù)據(jù)，利用子空間辨識法確定擾動統(tǒng)計模型，在原有的2H控制器結(jié)構(gòu)中增加擾動觀測器及擾動濾波器，加強反饋控制器對低頻擾動的抑制能力。由于擾動模型在部分中高頻段還具有較大能量，本文基于H∞最優(yōu)方法設(shè)計前饋控制器，并通過權(quán)重函數(shù)調(diào)整抑制頻帶，以達期望效果。最后本文提供了上述所有控制器的離散方法，便于工程實現(xiàn)。此外，本文進行了大量的實驗驗證了本次設(shè)計的合理性。其中可控擾動實驗可證明本文所建立的模型及仿真平臺真實有效；搖擺臺實驗可證明本文反饋控制器設(shè)計方法的先進性及有效性；跑車實驗則通過實際使用場景的檢驗，充分證明了本文所設(shè)計前饋和反饋控制器的優(yōu)越性及可靠性，能夠真正的解決此工程應(yīng)用難題。此外，本文所述的反饋及前饋控制策略可以獨立于硬件平臺，應(yīng)用于各種需要進行擾動抑制的場合，具有很高的應(yīng)用價值。
關(guān)鍵詞：擾動抑制；伺服系統(tǒng)；系統(tǒng)辨識；最優(yōu)控制；前饋控制；
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