本文關(guān)鍵詞：大型射電望遠(yuǎn)鏡伺服系統(tǒng)的魯棒控制方法研究

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【摘要】：大口徑射電望遠(yuǎn)鏡在深空探測領(lǐng)域有著非常重要的作用,因而得到了廣泛應(yīng)用。深空探測的發(fā)展使得對大射電望遠(yuǎn)鏡的探測波段和指向精度等要求越來越高,這使得射電望遠(yuǎn)鏡的建造口徑不斷增大。而隨著射電望遠(yuǎn)鏡口徑的增大,其結(jié)構(gòu)柔性增強(qiáng),基頻諧振點(diǎn)降低,一旦受外部激勵的影響,天線結(jié)構(gòu)就會產(chǎn)生振蕩,從而降低其跟蹤精度以及指向精度。另外,天線在指向工作時所受的風(fēng)擾也會影響系統(tǒng)穩(wěn)定性及指向跟蹤精度。因此,設(shè)計(jì)天線伺服控制方法,抑制結(jié)構(gòu)的柔性振動,并且使控制系統(tǒng)具有魯棒性具有重要意義。本文以大射電望遠(yuǎn)鏡為研究對象,設(shè)計(jì)伺服控制算法。首先,建立天線結(jié)構(gòu)近似動力學(xué)模型,求解模型的輸出并分析了柔性因素對系統(tǒng)輸出的影響。除了天線結(jié)構(gòu)的柔性振動的影響外,我們所建立的理論模型常常含有不確定性,這也會對控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性和性能造成影響�；谔炀�伺服控制中存在的柔性和模型不確定性問題,本文設(shè)計(jì)了-9:;*復(fù)合控制算法,基于-9:鎮(zhèn)定控制器的柔性振動抑制能力和*控制的魯棒性,可抑結(jié)構(gòu)柔性振動并保證系統(tǒng)的魯棒性。通過仿真驗(yàn)證了控制方法的有效性。最后,針對天線系統(tǒng)同時存在風(fēng)擾,模型不確定性影響時的魯棒控制問題,設(shè)計(jì)基于魯棒性波特圖的復(fù)合控制方法,根據(jù)穩(wěn)定魯棒性和性能魯棒性的判據(jù),可將開環(huán)波特圖劃分為滿足魯棒性的可行域及不滿足魯棒性的禁區(qū)。設(shè)計(jì)控制器將系統(tǒng)波特圖調(diào)整至魯棒性可行域范圍內(nèi),可保證系統(tǒng)在擾動不確定性和模型不確定性的影響下保持穩(wěn)定魯棒性和性能魯棒性。通過對柔性尺系統(tǒng)進(jìn)行仿真實(shí)驗(yàn),驗(yàn)證了所設(shè)計(jì)的魯棒性波特圖控制方法的有效性。
【關(guān)鍵詞】：大口徑天線 魯棒控制 柔性控制 風(fēng)擾
【學(xué)位授予單位】：西安電子科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TH751;TP273
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-11
• 符號對照表11-12
• 縮略語對照表12-15
• 第一章 緒論15-21
• 1.1 本課題的研究背景15-16
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀16-17
• 1.3 天線伺服控制系統(tǒng)17-20
• 1.3.1 天線伺服系統(tǒng)性能指標(biāo)17-19
• 1.3.2 天線控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)19-20
• 1.4 本文的主要工作20-21
• 第二章 大型天線近似動力學(xué)模型的建立與分析21-37
• 2.1 大型天線近似動力學(xué)模型21-32
• 2.1.1 大型天線的結(jié)構(gòu)等效21-22
• 2.1.2 柔性結(jié)構(gòu)的模型22-23
• 2.1.3 模態(tài)行列式23-26
• 2.1.4 近似動力學(xué)模型狀態(tài)空間方程26-31
• 2.1.5 近似動力學(xué)模型分析31-32
• 2.2 近似動力學(xué)模型仿真與求解32-35
• 2.3 本章小結(jié)35-37
• 第三章 LQG+H_∞復(fù)合控制器的設(shè)計(jì)37-53
• 3.1 LQG控制方法37-40
• 3.1.1 LQG控制器的詳述37-39
• 3.1.2 LQG鎮(zhèn)定控制問題39
• 3.1.3 大型天線LQG鎮(zhèn)定控制器39-40
• 3.2 魯棒H_∞控制方法40-46
• 3.2.1 H_∞標(biāo)準(zhǔn)控制問題41-43
• 3.2.2 H_∞控制問題的轉(zhuǎn)化43-46
• 3.3 LQG+H_∞復(fù)合控制器的設(shè)計(jì)與仿真46-51
• 3.3.1 復(fù)合控制器的設(shè)計(jì)46-47
• 3.3.2 仿真結(jié)果分析47-51
• 3.4 總結(jié)51-53
• 第四章 基于魯棒性波特圖的魯棒復(fù)合控制方法53-69
• 4.1 天線伺服系統(tǒng)中的風(fēng)擾分析53-55
• 4.2 天線伺服系統(tǒng)不確定性分析55-57
• 4.3 基于魯棒性波特圖的魯棒控制方法57-61
• 4.3.1 靈敏度函數(shù)與系統(tǒng)魯棒性57-58
• 4.3.2 頻域魯棒可行域和禁區(qū)58-59
• 4.3.3 控制器設(shè)計(jì)思想與步驟59-61
• 4.4 加權(quán)函數(shù)的選擇61
• 4.5 控制器設(shè)計(jì)與仿真61-68
• 4.6 本章小結(jié)68-69
• 第五章 半實(shí)物仿真實(shí)驗(yàn)69-75
• 5.1 Quanser半實(shí)物仿真平臺69
• 5.2 實(shí)驗(yàn)具體操作過程和步驟69-70
• 5.3 柔性尺實(shí)驗(yàn)70-74
• 5.4 本章小結(jié)74-75
• 第六章 總結(jié)和展望75-77
• 6.1 總結(jié)75
• 6.2 展望75-77
• 參考文獻(xiàn)77-81
• 致謝81-83
• 作者簡介83-84

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本文編號：808145