衛(wèi)星光通信終端控制系統(tǒng)設計及摩擦補償研究.pdf

1、空間光通信以其高帶寬、高碼率、高保密性及抗干擾等優(yōu)點成為空間通信發(fā)展的新方向，目前已成為各國衛(wèi)星通信技術研究工作的熱點。由于激光通信發(fā)射光束狹窄（約十到幾十微弧度），使接收端捕捉發(fā)射光束比較困難，因此 PAT技術成為星地激光通信中的關鍵技術之一。本論文以“星間激光鏈路和空間光通信”課題為背景，設計實現(xiàn)了 PAT系統(tǒng)中的驅動控制單元子系統(tǒng)。
　　本文首先簡要介紹了空間光通信技術的研究背景及意義和國內外空間光通信的發(fā)展現(xiàn)狀和趨勢。最后

2、詳細介紹了PAT技術的組成結構和工作原理。
　　考慮到PAT系統(tǒng)以后的升級，根據(jù)粗瞄控制子系統(tǒng)需要實現(xiàn)的功能，提出了一種基于DSP+CPLD的驅動控制單元設計方案，并對軟硬件進行了設計實現(xiàn)。軟件主要采用C語言和硬件描述語言Verilog-HDL編寫。在硬、軟件設計完成后進行了單板調試和粗瞄子系統(tǒng)聯(lián)調。
　　根據(jù)軟件任務分配，基于單片機的驅動控制單元軟件可分為主程序模塊、定時器中斷處理程序模塊、外部中斷處理程序模塊。為了提高驅

3、動控制單元軟件的可靠性和空間防護能力，軟件編寫時采用工程化和模塊化的設計思想。針對軟件在運行過程中出現(xiàn)的各種問題，通過容錯設計大大提高了軟件的可靠性，通過地面遙測控制能夠實現(xiàn)PID參數(shù)的在線調整，保證了粗瞄控制系統(tǒng)的正常工作，并利用軟件測試最大限度的滿足了驅動控制單元軟件可靠性的要求。最后驅動控制單元軟件通過了確認測試，控制精度達到了預期性能指標要求。
　　針對非線性動態(tài)摩擦模型—LuGre模型，以衛(wèi)星光通信粗瞄控制系統(tǒng)終端方位軸