大型天線抗風擾伺服控制方法研究.pdf

1、抗風擾控制方法研究是大型天線伺服控制的重要內(nèi)容，它與大型天線伺服控制系統(tǒng)的控制精度、穩(wěn)定性和魯棒性有著密切的聯(lián)系。針對大口徑天線伺服控制系統(tǒng)在風擾動較大的情況下跟蹤目標會產(chǎn)生較大指向誤差的問題，為達到跟蹤精度和指向精度的要求，本文研究了帶有擾動觀測器的 PI+LQG控制方法；深入研究了該控制方法應用于大型天線伺服系統(tǒng)的具體方法，探討了LQG控制器權(quán)矩陣整定的問題，設計開發(fā)了相應的工程軟件；并搭建天線伺服實驗平臺，對該控制方法進行工程實踐

2、研究。進行了仿真和實際系統(tǒng)實驗，結(jié)果表明伺服系統(tǒng)的性能得到了優(yōu)化，系統(tǒng)對風擾動的抑制能力顯著增強。
　　本文主要工作及創(chuàng)造性成果如下：
　　1、研究了天線建模和風載建模理論方法。針對LQG控制器需要被控系統(tǒng)精確模型的特點，介紹了天線速度環(huán)建模的方法；分析了天線風載荷的組成，介紹了風載荷作為天線速度環(huán)輸入模式的建模方法，為控制方法的仿真和實驗提供了風擾信號來源。
　　2、針對大型天線受風干擾會產(chǎn)生產(chǎn)生形變和振動的問題，提

3、出了在模態(tài)空間坐標系下設計PI+LQG的方法。LQG模態(tài)控制器根據(jù)kalman狀態(tài)估計器估計的系統(tǒng)模態(tài)狀態(tài)，以此作為狀態(tài)反饋應用于 LQR最優(yōu)控制。分析了 LQG控制器權(quán)矩陣整定的方法，設計開發(fā)了基于Matlab的權(quán)矩陣整定GUI軟件，通過該軟件可以方便快速地完成參數(shù)整定，使系統(tǒng)達到所期望的控制精度和抗風擾性能。
　　3、對于系統(tǒng)在恒值干擾作用下 kalman估計器出現(xiàn)估值不準的問題，在PI+LQG控制的基礎上加入擾動觀測器來觀測

4、并補償風干擾。詳細介紹了擾動觀測器的原理和Q濾波器的設計方法，通過在Matlab/Simulink平臺上進行仿真實驗，對比于PI控制器說明本文研究的控制方法抗風擾能力有大幅度的提高。
　　4、搭建了天線伺服控制實驗平臺，在實際系統(tǒng)中驗證了本文研究控制方法的有效性。介紹了實驗平臺的構(gòu)成，詳細說明了實驗平臺相關(guān)軟件開發(fā)和控制算法軟件的實現(xiàn)；在實驗平臺上對本文研究的控制方法進行測試實驗，實驗結(jié)果表明本文研究的控制方法顯著了提高了伺服系統(tǒng)