大型射电望远镜伺服系统的鲁棒控制方法研究

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1、爲參柄种乂考图硕±学位论文胃圓肇大型射电望远镜伺服系统的ｈ鲁雛制方法研究ｍ作者姓名任元吴｜学校导师姓名、职热保宏教授ＳＩ企业导师姓名、取热张录健研究员Ｊ串请学位类别工涯硕壬西安电子科技大学学位论文独创性（或创新性）声明秉承学校严谨的学风和优良的科学道德，本人声明所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研巧工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加标注和致谢中所罗列的内容Ｗ外Ｉ论文中不包含其他人己经发表或撰写过的硏巧成果；也不包含一为获得西安电子科技大学或其它教育机构的学位或证

2、书而使用过的材料。与我同工作的同志对本研巧所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。一切法律责任学位论文若有不实之处，本人承担。如＇至本人签名日期：．心巧；俗石衰＿西安电子科技大学关于论文使用授权的说明本人完全了解西安电子科技大学有关保留和使用学位论义的规定，即：研巧生在校攻读学位期间论文工作的巧识产权单位属于苗安电子科技大学。学校有巧保留送交，允许查闽、借阅论文，论文的复印件；学校可公布论文的全部或部分内容允许采用影印、缩印或其它复制手段保存论文。间时本人保证，获得学位后结合学位论文研巧成

3、果撰写的文章。，署名单位为西安电子科技大学？密论密后适。保的学位文在＿年解用本授权书去斋：；襄导师铅名本人签名２之別此斯．／？８，日期：日期年－■－学校代码10701学学学学号号号号1304122190分类分类号分类号号号TP27密密密密级级级级公开公开西安电子科技大学硕士学位论文大型射电望远镜伺服系统的鲁棒控制方法研究作者姓名作者姓名：作者姓名：：：任元昊领领领领域域域域：：：：控制工程学位类别学位类别：学位类别：：：工程硕士学校导师姓名学校导师姓名、学校导师姓名、、、职称职称职称：职称：：：保宏教授企业导师

4、姓名企业导师姓名、企业导师姓名、、、职称职称职称：职称：：：张录健研究员学学学学院院院院：：：：机电工程学院提交日期提交日期：提交日期：：：2015年12月AStudyofRobustControlMethodofLargeRadioTelescopeServoSystemAthesissubmittedtoXIDIANUNIVERSITYinpartialfulfillmentoftherequirementsforthedegreeofMasterinControlEngineeringByRenYuanhaoSupervisor:BaoHo

5、ngProfessorZhangLujianResearchFellowDecember2015摘要摘要大口径射电望远镜在深空探测领域有着非常重要的作用，因而得到了广泛应用。深空探测的发展使得对大射电望远镜的探测波段和指向精度等要求越来越高，这使得射电望远镜的建造口径不断增大。而随着射电望远镜口径的增大，其结构柔性增强，基频谐振点降低，一旦受外部激励的影响，天线结构就会产生振荡，从而降低其跟踪精度以及指向精度。另外，天线在指向工作时所受的风扰也会影响系统稳定性及指向跟踪精度。因此，设计天线伺服控制方法，抑制结构的柔性振动，并且使控制系统具有鲁棒性

6、具有重要意义。本文以大射电望远镜为研究对象，设计伺服控制算法。首先，建立天线结构近似动力学模型，求解模型的输出并分析了柔性因素对系统输出的影响。除了天线结构的柔性振动的影响外，我们所建立的理论模型常常含有不确定性，这也会对控制系统的稳定性和性能造成影响。基于天线伺服控制中存在的柔性和模型不确定性问题，本文设计了LQG+H∞复合控制算法，基于LQG镇定控制器的柔性振动抑制能力和H∞控制的鲁棒性，可抑结构柔性振动并保证系统的鲁棒性。通过仿真验证了控制方法的有效性。最后，针对天线系统同时存在风扰，模型不确定性影响时的鲁棒控制问题，设计基于鲁棒性波特图的

7、复合控制方法，根据稳定鲁棒性和性能鲁棒性的判据，可将开环波特图划分为满足鲁棒性的可行域及不满足鲁棒性的禁区。设计控制器将系统波特图调整至鲁棒性可行域范围内，可保证系统在扰动不确定性和模型不确定性的影响下保持稳定鲁棒性和性能鲁棒性。通过对柔性尺系统进行仿真实验，验证了所设计的鲁棒性波特图控制方法的有效性。关关关键键键词词词：大口径天线，鲁棒控制，柔性控制，风扰本论文研究工作受到国家重点基础研究发展计划(973计划)经费支持(项目编号：No.2015CB857100)。ABSTRACTABSTRACTLargeradiotelescopehasave

8、ryimportantroleindeepspaceexploration,whichhasbeenwidelyused.Thedeve