基于三軸自主跟蹤平臺的研究與實現(xiàn)碩士學位論文

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1、學位論文基于三軸自主跟蹤平臺的研究與實現(xiàn)——系統(tǒng)控制算法與軟件設計申請學位級別碩士專業(yè)名稱控制理論與控制工程學位授予單位和日期南京理工大學答辯委員會主席評閱人聲明本學位論文是我在導師的指導下取得的研究成果，盡我所知，在本學位論文中，除了加以標注和致謝的部分外，不包含其他人已經(jīng)發(fā)表或公布過的研究成果，也不包含我為獲得任何教育機構(gòu)的學位或?qū)W歷而使用過的材料。與我一同工作的同事對本學位論文做出的貢獻均已在論文中作了明確的說明。研究生簽名：年月日學位論文使用授權(quán)聲明南京理工大學有權(quán)保存本學位論文的電子和紙質(zhì)文檔，可以借閱或上網(wǎng)公布本學位論文的部分或全部內(nèi)容，可以向有關(guān)部門或機構(gòu)送交并授

2、權(quán)其保存、借閱或上網(wǎng)公布本學位論文的部分或全部內(nèi)容。對于保密論文，按保密的有關(guān)規(guī)定和程序處理。研究生簽名：年月日摘要移動衛(wèi)星通信系統(tǒng)(“動中通”系統(tǒng))可以滿足載體在任何時間、任何地點、任何情況下通信的需求，基于三軸自主跟蹤平臺的設計是“動中通”系統(tǒng)的核心技術(shù)，其可以隔離載體在運動過程中的擾動，保持天線穩(wěn)定跟蹤衛(wèi)星信號。本論文針對應用于海上艦船的“動中通”系統(tǒng)，進行了以下研究工作：1.提出三軸自主跟蹤平臺的總體設計方案，包括機械結(jié)構(gòu)設計、系統(tǒng)組成、所用器件選型等；2.針對陀螺的噪聲信號，在頻域上應用了橢圓濾波器的濾波處理方法，在時域上應用了遞推最小二乘多項式擬合的處理方法，并對陀

3、螺的靜態(tài)與動態(tài)輸出進行仿真計算，通過分析比較，將遞推最小二乘多項式擬合的算法應用到實際系統(tǒng)中，并給出了實際系統(tǒng)的陀螺信號處理結(jié)果。3.分析了本系統(tǒng)的三軸結(jié)構(gòu)及三軸跟蹤機理，提出了方位、俯仰閉環(huán)控制結(jié)構(gòu)，橫滾前饋補償?shù)目刂撇呗裕会槍Ψ轿幌到y(tǒng)，分別設計了智能分區(qū)PID控制、滑模變結(jié)構(gòu)控制方法，并進行了仿真驗證；4.采用模塊化思想，完成了系統(tǒng)軟件設計，主要包括初始對星模塊、穩(wěn)定跟蹤模塊、監(jiān)控模塊，給出了各個部分的軟件實現(xiàn)方法、軟件流程圖；5.對系統(tǒng)進行軟硬件聯(lián)調(diào)，通過三軸運動模擬器模擬船只在海上航行的擾動，對比研究不同控制策略下的控制效果，實際結(jié)果表明方位-俯仰閉環(huán)、橫滾前饋補償?shù)目?/p>

4、制策略，以及方位采用智能分區(qū)PID的控制方法效果較好，基本實現(xiàn)本系統(tǒng)提出的設計指標；最后總結(jié)了本文的研究成果和不足之處，并對三軸自主跟蹤平臺的研究工作進行了展望。關(guān)鍵詞：三軸結(jié)構(gòu)，初始對星，穩(wěn)定跟蹤，智能PID控制，滑模變結(jié)構(gòu)控制AbstractMobilesatellitecommunicationsystemcanmeettheneedsofcarriers'communicationunderanycircumstances.Thedesignoftheplatformbasedonthree-axisself-determinationtrackingsystemist

5、hecoretechnologyofmobilesatellitecommunication.Itcouldisolatetheinterruptsbroughtbythecarriers,andkeeptheantennainalignmentwiththesatellite.Thispaperincludessomeresearchworkasfollows:1.Thecontroldesignproposalisgivenaimingatthemarinemobilesatellitecommunication,includingthemechanicalstructur

6、edesign,andthechooseofdevicesandsystemcomposition.2.Byanalyzingthefeatureofthegyroscopes'signal,ellipticfilteringmethodandrecursiveleastsquarespolynomialfittingmethodareproposedandusedtothesystemincludingthestaticanddynamiccircumstances.Theresultofsimulationconfirmthattherecursiveleastsquare

7、spolynomialfittingmethodismoresuitabletotheplatform.3.Tosolvethethree-axistracingcontrolmethodproblemintheplatform,severalcontroltacticsarepresented.Throughanalyzingthedifferenttactics,themethodofazimuth-elevationaxisclosedloopandcrosslevelaxisfeed