新型二自由度 Smith预估控制在 ATP 伺服系统中的应用.pdf

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1、第37卷第5期激光技术Vol.37,No.52013年9月LASERTECHNOLOGYSeptember,2013文章编号:1001-3806(2013)05-0651-05新型二自由度Smith预估控制在ATP伺服系统中的应用倡汪蓉蓉,方安安,冯庆(南昌大学信息工程学院,南昌330031)摘要:为了提高空间光通信的捕获、跟踪与瞄准系统的跟踪精度,提出了一种新型二自由度Smith预估控制的实现方法。首先对捕获、跟踪与瞄准伺服系统和新型二自由度Smith预估控制系统进行结构分析,然后通过讨论传递函数建立仿真模型,利用MATLAB仿真软件进行仿真,并与多种传统的比例

2、-积分-微分(PID)控制系统进行比较。结果表明,新型控制方法不但具有Smith预估器对时滞有效控制的优点,更显现出不完全微分先行PID控制和比例-积分控制的良好的匹配效果,能够很好地解决纯时滞造成的不稳定性,而且具有较好的鲁棒性和抗干扰性。关键词:光通信;ATP伺服系统;二自由度Smith预估控制;鲁棒性;抗干扰性中图分类号:TN929畅1文献标识码:Adoi:10畅7510/jgjs畅issn畅1001-3806畅2013畅05畅019Applicationofnoveltwodegree-of-freedomSmithpredictivecontrolinA

3、TPservosystemsWANGRong-rong,FANGAn-an,FENGQing(CollegeofInformationEngineering,NanchangUniversity,Nanchang330031,China)Abstract:Inordertoimprovethetrackingaccuracyofacquisition,tracking,pointing(ATP)controlsystemforspaceopticalcommunication,anoveltwodegree-of-freedomSmithpredictivecon

4、trolwaspresented.Firstly,theATPservocontrolsystemandnoveltwodegree-of-freedomSmithpredictivecontrolsystemwereanalyzed.Thenthesimulationmodelwasestablishedbydiscussingthetransferfunction.SimulationwascarriedoutwithMATLABsoftware.Finally,theobtainedresultwascomparedwiththatofsomeconvent

5、ionalproportion-integral-derivative(PID)controllers,andtheanti-interferenceandrobustnessofthemethodweremeasured.ThesimulationresultsshowthatthenovelcontrolmethodnotonlyhastheadvantageofSmithpredictordelayeffectivecontrol,butalsoshowthegoodmatcheffectofincompletederivativeforwardPIDcon

6、trolandproportion-integral(PI)control.Thismethodisagoodsolutiontotheinstabilitycausedbypuretimedelay,italsohasbetterrobustnessandimmunity.Keywords:opticalcommunication;ATPservosystem;twodegree-of-freedomSmithpredictivecontrol;robustness;anti-interference术之一是捕获、跟踪与瞄准(acquisition,tracki

7、ng,引言[3]pointing,ATP)复合控制技术。复合控制系统包空间光通信是以激光作为传输信息载体,在空括粗、精跟踪控制回路,而精跟踪控制是复合控制回间实现数据传输的技术。它具有通信容量大、安全路的关键,则在ATP伺服系统中,精跟踪回路上的保密性好、实施控制灵活以及传输带宽高等特点,已控制技术是其关键难点之一。自适应Smith预估器[1-2]经得到很好的应用和研究。但是信号光束窄、通可以很好地解决传统Smith预估器必须基于稳定的信传输距离长、加上外界环境等因素的影响,就会使对象模型和模型匹配问题,加上对扰动可以有效抑得伺服系统的控制技术面临很大的困难,其关

8、键技制的比

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