大口径射电望远镜天线伺服控制算法的研究

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题名	大口径射电望远镜天线伺服控制算法的研究
作者	李宁
答辩日期	2017
文献子类	硕士
授予单位	中国科学院大学
授予地点	北京
导师	王娜
关键词	大口径天线伺服系统低频谐振 Ladrc 鲁棒性
其他题名	The Study of Antenna Servo Control Algorithm for Large Aperture Radio Telescope
学位专业	天文技术与方法
英文摘要	随着射电天文观测频率的增加，以及对深空中弱源观测的要求，大口径天线得到越来越多的应用，对天线指向精度及跟踪精度的要求也越来越高。而天线伺服控制性能是影响天线指向跟踪精度中一个重要的因素。研究发现影响天线伺服控制性能的本质是天线运行过程中，除了天线刚度，内部和外部的扰动作用，使得天线的驱动力矩发生脉动，进而造成系统的低频谐振，使得控制系统的输出性能下降。而控制算法可以有效的减小低频谐振的危害。目前存在两类算法：（1）非基于模型的控制算法。非基于模型的传统PI(D)被大量应用于天线伺服控制系统。但随着对指向、定位精度要求的进一步提高，经典PI(D)控制器往往力不从心，尤其是在面临低频阵风干扰的复杂环境时，更难以使得系统满足更高精度的伺服要求。（2）基于模型和观测器的控制算法。虽然相较于传统PI(D)，其控制精度提高了，但是当面临系统内部参数的变化时，模型失效导致控制器的鲁棒性降低。本论文分析了几种控制算法，结合射电望远镜天线的工况、控制目的及控制器设计原则，选取线性自抗扰控制（LADRC)算法，并应用于某35m天线方位轴位置环仿真。通过MATLAB中的Simulink，进行了时域和频域的仿真验证。其中，时域下进行无扰动、扰动作用下阶跃响应和扰动作用下的斜坡响应；频域下，绘制两种算法下的Bode图，分析其稳定性和控制精度。仿真结果表明，LADRC算法不仅拥有良好的动态性能-上升时间短，超调量小和到达稳态时间短，而且有较强的抗扰能力-相同扰动情况下，对扰动的抑制作用比传统的PI(D)高75%以上。
语种	中文
内容类型	学位论文
源URL	[http://ir.xao.ac.cn/handle/45760611-7/1711]
专题	研究生新疆天文台_射电天文研究室
作者单位	中国科学院新疆天文台
推荐引用方式 GB/T 7714	李宁. 大口径射电望远镜天线伺服控制算法的研究[D]. 北京. 中国科学院大学. 2017.