卫星光通信粗瞄扫瞄策略及跟踪控制研究

《卫星光通信粗瞄扫瞄策略及跟踪控制研究》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、硕士学位论文卫星光通信粗瞄扫瞄策略及跟踪控制研究RESERCHONSATELLITEOPTICALCOMMUNICATIONCOARSEPOINTINGSCANSTRATEGYANDTRACKINGCONTROL高怡然哈尔滨工业大学2016年6月国内图书分类号：TN929.1学校代码：10213国际图书分类号：621.39密级：公开工程硕士学位论文卫星光通信粗瞄扫瞄策略及跟踪控制研究硕士研究生：高怡然导师：何平教授申请学位：工程硕士学科：控制科学与工程所在单位：航天学院答辩日期：2016年6月授予学位单位：哈尔滨工业大学ClassifiedI

2、ndex:TN929.1U.D.C:621.39DissertationfortheMasterDegreeinEngineeringRESERCHONSATELLITEOPTICALCOMMUNICATIONCOARSEPOINTINGSCANSTRATEGYANDTRACKINGCONTROLCandidate：GAOYiranSupervisor：Prof.HEPingAcademicDegreeAppliedfor：MasterofEngineeringSpeciality：ControlScienceandEngineeringAf

3、filiation：SchoolofAstronauticsDateofDefence：June,2016Degree-Conferring-Institution：HarbinInstituteofTechnology哈尔滨工业大学工程硕士学位论文摘要世界发展进入21世纪，在这个信息的高速发展的时代，科技以及社会的发展进步使得人们对于信息容量以及信息传递的要求越来越高，随时随地实现快速实时通信成为人们追求的目标。卫星激光通信作为全新的通信模式，在各方面显示了其在通信中的优势，所以在激光通信的观点提出以来就受到广泛关注，成为各国的重点研究对象

4、。由于激光自身特点，想要建立激光通信链路，就需要捕获、瞄准、跟踪(Acquisition、PointingandTracking，APT)系统的支持，其中粗瞄子系统就是APT系统非常重要的部分。本论文以哈尔滨工业大学继“海洋二号”卫星后承接的某型号卫星激光通信系统为背景，对粗瞄的扫瞄捕获策略进行深入研究并对这一过程的控制方法进行设计仿真分析。扫瞄捕获作为APT系统的关键步骤，本文首先对扫瞄捕获过程进行分析，对粗瞄系统被控对象：永磁同步电机进行工作原理以及控制原理分析；针对永磁同步电机模型复杂，参数强耦合等问题，引入三相静止坐标系，两相静止坐标

5、系，两相旋转坐标系这三种坐标系对永磁同步电机数学模型进行简化，得到被控对象数学模型。同时考虑到平台振动对扫瞄捕获过程的影响，对平台振动的来源以及影响进行分析，并得出能够模拟真实卫星平台振动的仿真结果。其次针对扫瞄捕获的三种方案以及两种捕获模式进行讨论，针对衡量扫瞄策略优劣的重要参数之间的解析关系进行仿真分析，为扫描策略的优化提供理论支持。之后列举了一些常见的扫瞄方式并分析其优缺点，介绍了实现扫瞄捕获过程的具体方式。最后针对螺旋扫瞄进行仿真分析，在螺旋扫瞄的基础上提出了螺旋正弦以及复合式扫瞄方案，通过仿真分析，得出相应结论。最后针对卫星光通信粗

6、瞄扫瞄过程中所涉及到跟踪控制问题，采用了Backstepping控制方法，介绍了Backstepping控制基本原理及控制器设计方法、步骤，设计出了相应的Backstepping控制器。并针对螺旋正弦扫瞄方式进行仿真验证，通过对仿真结果的分析可知，所设计的控制器能够实现螺旋正弦扫瞄角位置跟踪并符合工程精度要求；其次，考虑到卫星平台振动对粗瞄系统带来的影响，设计出自适应Backstepping控制器，并进行了仿真验证，仿真结果表明，所设计的控制器可以较好的处理平台振动给粗瞄系统带来的不利影响，并取得良好的控制效果。关键词：卫星激光通信；扫瞄捕获

7、策略；跟踪控制；Backstepping控制；自适应Backstepping控制。-I-哈尔滨工业大学工程硕士学位论文AbstractWiththerapidlydevelopmentofscienceandtechnologysincethe21stcentury,therequirementforinformationcapacityandtransmissiongrowingfast.Real-timecommunicationhasbecomethepursuitofthegoal.Asanewcommunicationtechnol

8、ogy,satellitelasercommunicationhasmanyadvantagesincommunicationarea.Therefore,lase