空间光通信中的捕获、跟踪和瞄准技术的研究
文献类型：学位论文
| 作者 | 谢木军 |
| 学位类别 | 博士 |
| 答辩日期 | 2000 |
| 授予单位 | 中国科学院光电技术研究所 |
| 授予地点 | 中国科学院光电技术研究所 |
| 导师 | 马佳光 |
| 关键词 | 空间光通信 捕获 跟踪和瞄淮 现代控制理论 LQ最优控制 闭环带宽 |
| 中文摘要 | 在未来的信息社会中，空间光通信技术因其无可比拟的优势，将取代目前无线电（Radio Frequency-RF）和微波通信在无线通信领域中的主导地位。在空间光通信过程中，捕获、跟踪和瞄准（Acquisition，Tracking and Pointing－ATP）系统用来在两通信端之间建立通信链路并保持该链路，对整个通信的成功与否起着至关重要的作用。由于空间光通信对跟瞄精度要求很高，同时空间工作环境比较复杂，这使得ATP技术成为空间光通信中一项难度很大的关键单元技术。对于空间光通信中的ATP系统来说，最重要的问题是实现一个高带宽的精跟踪系统来抑制卫星平台的抖动。就我们目前的实验装置条件，采用经典控制器无法实现这样一个高带宽的精跟踪系统。本文通过理论分析和实验研究，提出在跟踪系统中采用基于现代控制理论的线性二次型（Linear quadratic－LQ）最优控制技术来提高闭环带宽。本文所作的主要工作包括：1．阐述了空间光通信的优点、特点和应用背景，详细介绍了空间光通信的起源，国内外空间光通信及其ATP技术研究的发展和现状。2．介绍了空间光通信的概念、系统组成以及实现空间光通信所必需的关键单元技术，并详细分析了空间光通信ATP系统的结构、工作过程和工作方式。3．分析和研究了采样频率、谐振频率同闭环带宽的关系，首次提出在跟踪系统中采用LQ最优控制器来扩展系统闭环带宽这一新的思路，以满足空间光通信的要求。简要介绍了LQ最优控制理论，对LQ最优控制系统的稳定性和稳定储备进行了详细地分析和讨论，并首次针对LQ最优控制系统的闭环带宽进行了仿真研究。4．建立了两套成象跟踪实验系统装置，并分别设计了LQ最优控制大和经典控制器，首次对LQ最优控制器在跟踪系统中的应用进行了初步的实验研究，实验结果证实了采用LQ最优控制器的系统其闭环带宽和系统性能都远远优于采用经典控制器的系统。同时在国内首次采用LQ最优控制器实现了一个闭环带宽达到800Hz的精跟踪系统，其系统性能基本满足空间光通信的要求。5．首次设计了一套完整的用于空间光通信的ATP系统，并对它的跟踪过程进行了仿真研究。 |
| 语种 | 中文 |
| 公开日期 | 2013-11-19 |
| 页码 | 96 |
| 源URL | [http://ir.ioe.ac.cn/handle/181551/36]  |
| 专题 | 光电技术研究所_光电技术研究所博硕士论文 |
| 推荐引用方式 GB/T 7714 | 谢木军. 空间光通信中的捕获、跟踪和瞄准技术的研究[D]. 中国科学院光电技术研究所. 中国科学院光电技术研究所. 2000. |
入库方式： OAI收割
来源：光电技术研究所
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