天线伺服控制算法研究

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1、专业学位硕士学位论文天线伺服控制算法研究TheResearchofAntennaSen，oControlAlgorithm作者姓名：奎照学号：指导教师：完成日期：41009038张立和2013．4大连理工大学DaliaJlUniVersityofTechn0109y㈣㈣㈣㈣㈣Y2416927大连理工大学学位论文独创性声明作者郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下进行研究工作所取得的成果。尽我所知，除文中已经注明引用内容和致谢的地方外，本论文不包含其他个人或集体已经发表的研究成果，也不包含其他已申请学位或其他用途使用过的成果。与我一同工作的同志对本研

2、究所做的贡献均已在论文中做了明确的说明并表示了谢意。若有不实之处，本人愿意承担相关法律责任。学位论文题目：丞绫鱼腿控劐篡洼盟壅作者签名：邋日期：兰翌!三年—￡月卫日大连理工大学专业学位硕士学位论文摘要射电天文学不断发展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。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。随之，天线的工作波段也越来越宽，甚至工作波段达到Ka波段。另外，人们对天线的指向精度和跟踪精度也提出了更高

3、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LQG控制器和PI调节器

4、，利用Simulink工具箱搭建模型进行仿真实验，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。关键词：天线；伺服系统；LQG控制器；PID控制器天线伺服控制算法研究大连理工大学专业学位硕士学位论文

5、TheResearchofAnterulaSeⅣoControlAlgorithmAbstractSmcel950s。l960smorea11dmoreadVancedlargeradiotelescopeisestablished，iIlordertopromotemedeVelopmentofradioaS仃onomyandmeetmeneedfordeepspaceexploration．Meanwhjle，forpromotingthedeVelopmemofmdioastrophysicsandsatis玲i119VLBImtrackingorbi

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7、onofanteIma．Nowitisdimculttomeet血econtmlrequirementSforusingPIDCon仃01lerinamellllaservosystem，soitseemseSpeciallyimportanttosmdycon仃olalgoritllIIlanddesignedt0meett11econtmlrequirementscontr01algorithm．First，donlethorou曲researchto廿lecomponentstmcturealldprincipIeofantennaseⅣosystem

8、，especiallyinACU锄dDCU．Seco