星载二维指向机构精密控制技术研究

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1、硕士学位论文星载二维指向机构精密控制技术研究RESEARCHONPRECISECONTROLTECHNIQUEFORSPACE-BORNETWO-DIMENSIONDIRECTIONALMECHANISM周家润哈尔滨工业大学2015年9月国内图书分类号：V443+.5学校代码：10213国际图书分类号：681.5密级：公开工程硕士学位论文星载二维指向机构精密控制技术研究硕士研究生：周家润导师：强盛副教授申请学位：工程硕士学科：控制工程所在单位：北京空间机电研究所答辩日期：2015年9月授予学位单位：哈尔滨工业大学Cla

2、ssifiedIndex：V443+.5U.D.C.：681.5DissertationfortheMasterDegreeinEngineeringRESEARCHONPRECISECONTROLTECHNIQUEFORSPACE-BORNETWO-DIMENSIONDIRECTIONALMECHANISMCandidate：ZHOUJiarunSupervisor：AssociateProf.QIANGShengAcademicDegreeAppliedMasterofEngineeringforSpec：iali

3、ty：ControlEngineeringAffiliation：BeijingInstituteofSpaceMechanics&ElectricityDateofOralDefence：September，2015Degree-Conferring-InstitHarbinInstituteofTechnologyution：：哈尔滨工业大学工程硕士学位论文摘要论文研究的是嵌入式星载二维指向机构精密控制技术，二维指向机构是中低轨红外预警跟踪相机的关键部件，实时根据上位控制系统给出的目标位置信息，驱动跟踪相机的探测光

4、轴完成对指定方向和可疑目标的高性能跟踪定位任务，同时向上位控制系统返还位置信息，供其完成目标成像跟踪与位置估计。本文提出了一种二维指向机构控制方案，该方案既能驱动二维指向机构使反射镜的光轴指向特定位置，又能接收星务分系统预先发送的弹道曲线拟合参数及星时，经过精确计时至导弹升空后，驱动俯仰向电机和滚动向电机按照预定轨迹运动，使反射镜的光轴沿二维曲线运动并始终指向合作目标。论文首先分析了二维指向定位和曲线跟踪两种模式下的控制资源需求，提出了二维指向控制系统总体方案，拟采用一个DSP同时控制两个轴的运动。通过对方位轴和俯仰轴

5、进行了系统仿真，确定了校正环节参数，然后详细描述了通讯模块、数字控制器、双轴角度测量模块、双轴正弦矢量驱动、速度反馈、电流反馈、功率放大等功能模块，并介绍了控制系统软件流程。论文最后还对该控制系统的指向精度进行了测试，测试仪器主要使用经纬仪，基于经纬仪建立了俯仰轴和方位轴的精确测量模型并进行测试，依据光学测量结果对测角系统误差进行了校正，将控制精度提高了一个数量级。本论文研究的二维指向控制方法本质上属于分布式控制，具有不占用星务资源、机动性强、跟踪精度高等特点，可用于星载遥感器光轴在二维方向的指向与弹道曲线跟踪。关键词

6、：二维指向；定位；弹道曲线跟踪；控制方案；经纬仪；测角误差校正；-I-哈尔滨工业大学工程硕士学位论文AbstractThispaperresearchedisprecisecontroltechniqueforspace-bornetwo-dimensiondirectionalmechanismbasedonembeddedcomputer，two-dimensionmechanismisthekeycomponentoflow-mediumorbitinfraredprewarningsystem，Accordin

7、gtothetargetposition,themechanismmakesthedetectingopticalaxislocatingpreciselyandfeedingbacktheinformationtotheuppersystem.Thepaperpresentsacontrollingschemeoftwo-dimensiondirectionalmechanismwhichcanlocatetheaxispreciselyandreceivetheparametersofballisticcurvef

8、romuppersystem，Theschememakestwo-dimensiondirectionalmechanismmovefollowingthereservedlocusandpointtothetargetbyaccuratetimngafteremittingthemissile.Theresourceneedof