天线伺服控制算法研究
文献类型：学位论文
| 作者 | 陈建奎
|
| 学位类别 | 硕士 |
| 答辩日期 | 2013-05 |
| 授予单位 | 中国科学院大学 |
| 导师 | 陈卯蒸 |
| 关键词 | 天线 伺服系统 LQG控制器 PID控制器 |
| 学位专业 | 天文技术与方法 |
| 中文摘要 | 为了促进射电天文学的发展进步和满足深空探测的需要，自上世纪五六十年代以来，越来越多先进的大型射电望远镜被不断建立。随之，天线的工作波段也越来越宽。为了促进我国射电天体物理学科的发展和满足我国未来VLBI深空测定轨及深空探测任务的需求，在新疆乌鲁木齐也将建造一个110m口径全方位可动的大型射电望远镜，其工作频率范围为150MHz-115GHz。高的工作频率对天线的指向精度和跟踪精度也提出了更高要求。伺服控制系统采用传统的PID控制算法已经很难满足大型射电望远镜的控制要求，因此，通过对天线伺服系统控制算法的研究，设计满足天线控制要求的算法显得尤为重要。 首先，对天线伺服系统的组成结构及其工作原理进行了深入的研究，尤其是伺服系统的控制单元（软件部分）和驱动系统（硬件部分）。其次，着重研究分析了 PID控制算法和LQG控制算法的工作过程与设计原理。最后，以新疆天文台南山基地现在正运行的25m射电望远镜的三环控制系统作为实验对象进行了仿真实验。根据其系统的组成结构和工作原理，求取了闭环系统的传递函数并建立了系统的状态空间方程。分别设计了LQG控制器和PI调节器，利用Simulink工具箱搭建系统模型和控制器模型进行仿真实验，并对两种控制器的仿真结果进行比较分析。在伺服系统的电流环路采用PI调节器 ，在速度环路采用LQG控制器，而位置环路则分别采用了PI控制算法和LQG控制算法。仿真结果表明，LQG控制算法在调节时间、超调量等控制性能方面优于PI控制算法，且得到的闭环系统具有较好的抗干扰能力和稳定性。为了降低指向误差和跟踪误差、保证大型射电望远镜在误差源干扰下的指向精度和跟踪精度，伺服控制系统采用LQG控制算法是一种比较理想的选择。 |
| 学科主题 | 天文仪器、天文技术与数据 |
| 语种 | 中文 |
| 公开日期 | 2014-10-30 |
| 页码 | 57 |
| 源URL | [http://ir.xao.ac.cn/handle/45760611-7/358]  |
| 专题 | 研究生 新疆天文台_射电天文研究室 |
| 推荐引用方式 GB/T 7714 | 陈建奎. 天线伺服控制算法研究[D]. 中国科学院大学. 2013. |
入库方式： OAI收割
来源：新疆天文台
浏览0
下载0
收藏0
其他版本
除非特别说明，本系统中所有内容都受版权保护，并保留所有权利。