浅析卫星激光通信控制系统实现与仿真研究

《浅析卫星激光通信控制系统实现与仿真研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、哈尔滨工业大学硕士学位论文卫星激光通信控制系统实现与仿真研究姓名：刘义先申请学位级别：硕士专业：控制理论与控制工程指导教师：宋申民20050601摘要卫星激光通信是未来卫星通信技术的一个重要发展方向。在卫星激光通信系统中，瞄准、捕获和跟踪(n虹)技术是关系到通信链路建立和保持的关键技术，本文针对卫星激光通信的瞄准捕获跟踪系统的图像处理子系统设计实现和摩擦补偿问题进行了研究。首先简要介绍了星间激光通信链路系统，给出了PAT系统的设计方案和工作原理并对瞄准捕获跟踪过程做了论述。整个PAT系统分为精瞄和粗瞄两部分，采用CCD摄像机作为整个PAT系统的光信号探测器。由于PAT系统对

2、光信号的检测要求处理速度快，抗于扰能力和实时性强等特点，本文设计了基于IEEEl394总线的图像采集处理系统来接收CCD传出的图像数据。1394总线的图像传输速度设计为400Mbps，采用了数字信号处理器(DSP)TMS320VC5416作为图像处理系统的主控单元，它具有160Mpis的处理能力通过论证可以满足要求。结合对1394传输协议的理解，采用了TI公司的两片通用性1394芯片12LV32和4lAB3，分别实现1394链路层和物理层。利用1394等时事务传输图像数据，而采用异步事务来给CCD发送命令参数。对于系统的软件设计，根据角偏差算法的特点，设计处理数据方式为：每

3、采集一个等时数据包就对该数据包进行处理并将结果累加，到下一幅图像传输开始时完成对上～幅图像的处理。由于PAT粗瞄转台系统运行在低速状态，摩擦对系统性能影响十分明显。本文采用神经网络和PD控制相结合的控制方案来实现摩擦的在线补偿。采用扩展结构的神经网络作为系统的摩擦补偿器，它对具有分段连续形式的Stribeck摩擦模型具有很强的逼近能力，且在线调整权值的算法具有保持系统一致最终有界的特点。仿真结果表明：对比传统的神经网络和PD控制方法该网络逼近能力更强，系统稳态误差更小、运动更乎稳。关键词瞄准捕获跟踪；图像处理；1394总线：摩擦补偿AbstractIntersatellit

4、eopticalcommunication(IOC)callbeconsideredastheconsequentevolutionofsatellitecommunicationtechnologytowardshigherperformance．Pointing，acquisitionandtracking(PAT)technologyusedforfoundationandinstaurationoflaserlinkiscriticaltoanIOCsystem．Inthisdissertation，allimageacquisitionandprocessings

5、ubsystemisimplementedandquestionofturntablefrictioncompensationinPATsystemisstudied．Atfirst，IOCsystemisintroducedbriefly,theprojectandworkmechanismofPATsystemisexpounded．PATsystemcanbedividedintotwoparts：CoarsePointingAssembly(CPA)andFinePointingAssembly(FPA)．ACCDcameraistakenastheopticals

6、ignaldetectorofPATsystem．BecausethedetectofopticalsignalinPATsystemrequiresprocessingfastandbet【eranti-jammingability,imageacquisitionandprocessingsystembasedOilIEEE1394busandDSPisdesigned，whichreceivesimagedatesofCCD．Thetransmissionspeedof1394busisdesignedtobe400MbpsandaDigitalSignalProce

7、ssor(DSP)chipTMS320VC5416ofTIisdevelopedasmaincontrolleroftheimageprocessingsystem，ithas160Mipsprocessingabilityandaccordswithdesignrequirement．OnthebaseofIEEEl394transportprotocols．twoTI’Shigh—performancegeneral—purpose1394chipsareintroduced：link—layercontrol