稳定跟踪平台移动载体姿态测试技术与建模

作     者：刘晓军 

作者单位：国防科学技术大学 

学位级别：硕士

导师姓名：刘政华

授予年度：2005年

学科分类：080904[工学-电磁场与微波技术] 0810[工学-信息与通信工程] 0809[工学-电子科学与技术（可授工学、理学学位）] 08[工学] 081105[工学-导航、制导与控制] 081001[工学-通信与信息系统] 081002[工学-信号与信息处理] 0825[工学-航空宇航科学与技术] 0811[工学-控制科学与工程] 

主      题：稳定跟踪平台 总体方案 天线控制 石英音叉陀螺 Horizon 补偿算法 

摘      要：稳定跟踪平台系统具有巨大的市场前景,目前已成为众多厂商争先抢占的高科技市场,竞争日趋激烈。汽车、火车、舰船、飞机等运动载体的位置和姿态不断的在变化,要保持与卫星的通讯联系和接收卫星视频等信号,就必须采用卫星天线稳定跟踪平台系统。 该两坐标动中通系统采用方位、俯仰两轴天线稳定,由石英音叉陀螺仪(Horizon HZI-90-100A)构成闭环控制,并通过一定的控制方式使天线的指向在惯性空间保持不变。该系统经过大量试验,效果良好,达到了预先设计要求。 论文首先详细论述了两坐标动中通总体方案的设计与实现。采用机电产品模块化设计方法,从该系统总体功能模块化入手,详细地分析和设计了动中通系统中的各个功能模块;同时分别从系统的总体控制方案、总体结构和工作流程来阐述系统的实现。论文重点对两坐标动中通天线控制系统进行了建模分析与控制参数设计。分别辩识出了方位、俯仰伺服系统和石英音叉陀螺(Horizon)各自的数学模型,并对陀螺闭环控制系统进行了仿真,最后整定了该系统PID控制参数。同时对Horizon在两坐标动中通控制系统中的应用进行了研究。对Horizon零点漂移及其他误差源进行了分析,并由此提出了其后置处理与误差补偿方法,并通过仿真验证了其可行性。