检索结果-南通市图书馆

固定阶次H_(∞)控制器在天线伺服系统的应用

在线全文

同方学位论文库

学校读者我要写书评

暂无评论

无线电工程 2022年第5期52卷 864-871页

作者：黄观钦闻成卢洁莹苏为洲华南理工大学自动化科学与工程学院广东广州510640

H_(∞)控制器虽拥有优异的理论性能,但却鲜有在天线伺服系统上的应用,过高的阶次是限制H_(∞)控制器应用的重要因素。为解决H_(∞)控制器的高阶次问题,探索了一种基于LMI和互质因式分解的固定阶次H_(∞)控制器设计方法。基于互质因式分... 详细信息

H_(∞)控制器虽拥有优异的理论性能,但却鲜有在天线伺服系统上的应用,过高的阶次是限制H_(∞)控制器应用的重要因素。为解决H_(∞)控制器的高阶次问题,探索了一种基于LMI和互质因式分解的固定阶次H_(∞)控制器设计方法。基于互质因式分解的控制器Youla参数化方法,引出一个保H_(∞)性能控制器降阶的充分条件;利用KYP引理,把此充分条件转化为固定阶次H_(∞)控制器设计问题,并以LMI的形式给出此固定阶次控制器的解。通过天线伺服系统上的仿真和实验,验证了所提算法的有效性和实用性,所得固定阶次H_(∞)控制器性能优于传统方法H_(∞)控制器和常用PI控制器。

关键词：固定阶次 H_(∞)控制器 Youla参数化 KYP引理 LMI 天线伺服系统

同方期刊数据库博看期刊评论

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

固定阶H_∞控制器在天线伺服系统的应用

固定阶H_∞控制器在天线伺服系统的应用

作者：黄观钦华南理工大学

学位级别：硕士

日益复杂的天线系统应用场景对天线伺服系统提出了越来越高的性能要求,然而天线系统的机械结构普遍存在柔性谐振特性,这一特性限制着天线伺服性能的提高。H_∞控制器由于可有效抑制柔性谐振,其在天线伺服系统的应用逐渐被重视。然而,H_... 详细信息

日益复杂的天线系统应用场景对天线伺服系统提出了越来越高的性能要求,然而天线系统的机械结构普遍存在柔性谐振特性,这一特性限制着天线伺服性能的提高。H_∞控制器由于可有效抑制柔性谐振,其在天线伺服系统的应用逐渐被重视。然而,H_∞控制器高阶次带来的数值可靠性低问题,使得其鲜有在天线伺服系统的成功应用。为了设计能在高可靠性要求的天线伺服系统上应用的H_∞控制器,固定阶H_∞控制器的研究具有非常重要的意义。本文以中国电子科技集团公司第五十四研究所提供的0.8米口径机载天线为研究对象,研究固定阶H_∞控制器在天线伺服系统的应用。首先,基于辨识得到的机载天线方位轴速度环模型,设计全阶H_∞控制器,然而高阶次的全阶H_∞控制器存在着数值可靠性低的问题,难以应用于天线伺服系统。接着,通过数值仿真分析常见的非保H_∞性能和保H_∞性能固定阶H_∞控制器设计方法。由于常见保H_∞性能方法的求解保守性,其性能十分有限;而非保H_∞性能方法不以闭环H_∞范数为设计指标,无法保证控制器的H_∞性能,但由于其不俗的性能表现,其设计思路具有参考价值。随后,在借鉴非保H_∞性能方法设计思路的基础上,本文基于两个保H_∞性能加权控制器降阶充分条件和有界实引理,提出了两类新型固定阶H_∞控制器设计方法。这两类新型方法使用LMI优化方法求解固定阶H_∞控制器,具有较小的设计保守性,数值仿真验证了这两类方法的有效性。最后,基于离散化的新型算法,完成了机载天线方位轴速度环的H_∞鲁棒控制器设计,实验结果表明,新型算法的H_∞鲁棒控制器在实际天线伺服系统取得的效果优于全阶H_∞鲁棒控制器。

关键词：天线伺服系统固定阶H_∞控制保H_∞性能控制器降阶有界实引理线性矩阵不等式

在线全文

同方学位论文库

学校读者我要写书评

暂无评论

天线伺服系统的故障检测与预报

天线伺服系统的故障检测与预报

作者：陈星萌西安电子科技大学

学位级别：硕士

地面测控天线具有地域分布广、跨度大、环境复杂的特点,同时,天线设备面临长期在线运行、任务状态频繁切换等现实需求的挑战,因此地面测控设备的管理压力越来越大,维修维护工作越来越繁重。天线伺服系统是保证天线指向精度和跟踪精度的... 详细信息

地面测控天线具有地域分布广、跨度大、环境复杂的特点,同时,天线设备面临长期在线运行、任务状态频繁切换等现实需求的挑战,因此地面测控设备的管理压力越来越大,维修维护工作越来越繁重。天线伺服系统是保证天线指向精度和跟踪精度的核心环节,伺服系统一旦出现故障,则无法保证天线的精度甚至造成严重后果。同时,无论多么严重的故障,都是从早期微小故障缓慢变化演变的,因此,及时检测出故障并且对系统进行剩余寿命预测对于设备的维护有着重要的现实意义。目前,对天线的故障检测方法大多需要加装额外的传感器,但传感器的故障发生率远高于天线本身,因此,不需要额外加装传感器的故障检测手段对保证故障检测准确性有着重要意义。本文以天线伺服系统为研究对象,首先进行其等效电机模型的建立,其次在电机模型的基础上设计龙贝格观测器,将观测状态与实际状态输入自构架模糊系统,并将其误差作为下一时刻的模糊输入,如此往复,实现对故障信息的逼近。在得到故障信息后,引入模糊聚类思想对故障进行分类,从而实现故障检测。最后通过仿真实验进行了验证,验证结果表明,天线机电系统故障诊断模型设计正确,故障辨识方法有效可行,可以实现天线机电系统的故障快速诊断和状态评估。故障检测作为可以实现判断设备当前运行状态的手段,为了及早检测故障,达到故障预警作用,针对故障的演变特性并结合深度神经网络的手段,对故障预报展开深入研究。天线伺服系统很难采集到全生命周期的数据,为解决这一问题,以网络参数优化为目标,提出了一种参数实时更新的长短期记忆神经网络（LSTM）预测模型。能够在没有全生命周期数据情况下建立预测模型,并利用实时采集的数据对已建立的模型参数逐步优化。通过结合故障检测方法,引入故障阈值,实现故障预报。经过仿真分析,验证了所提出的参数实时更新的LSTM模型在小样本的时间序列预测中具有很强的适用性和更高的准确性。最后,在Quanser半实物仿真系统上搭建实验平台,在获得辨识参数得到精确模型的条件下,通过给输入添加缓变故障函数来模拟故障的加入,对输出角速度进行采集,运用本文所提到的方法实现对故障的检测和预报。实验结果和仿真保持一致,表明本文方法可以实现对故障的检测和预报。

关键词：天线伺服系统故障检测自构架模糊网络参数辨识 LSTM神经网络

在线全文

同方学位论文库

学校读者我要写书评

暂无评论

雷达天线伺服系统误差分析

兵器装备工程学报 2020年第11期41卷 100-105页

作者：余驰杨超张钢峰庆安集团有限公司航空设备研究所西安710077

为了分析不同误差对精度的影响量值,建立了雷达天线伺服系统在2个自由度的伺服运动误差模型,并对误差源进行了分析;对不同伺服运动角度下误差对精度的影响进行了仿真和分析;仿真试验特性曲线表明:误差对精度的影响随不同伺服运动角度而... 详细信息

为了分析不同误差对精度的影响量值,建立了雷达天线伺服系统在2个自由度的伺服运动误差模型,并对误差源进行了分析;对不同伺服运动角度下误差对精度的影响进行了仿真和分析;仿真试验特性曲线表明:误差对精度的影响随不同伺服运动角度而变化的;可根据应用环境和实际工程指标需求,运用建立的伺服系统误差模型和仿真对误差进行控制、分配和综合,实现雷达天线高精度的外部环境感知和目标信息获取。

关键词：雷达天线天线伺服系统误差数学模型伺服控制误差分析

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

高精度天线伺服系统的滑模变结构控制

制造业自动化 2012年第5期34卷 43-45页

作者：张飞桥田可中国民航飞行学院广汉618307 中国工程物理研究院绵阳621900

在高精度天线伺服系统中,为克服常规的积分分离PID控制方法的稳态精度和动态性能的不足,引入滑模变结构控制。仿真结果表明自适应滑模变结构控制不仅对模型不确定性和外部干扰具有较强的鲁棒性,而且改善了系统的动态性能,同时自适应控... 详细信息

在高精度天线伺服系统中,为克服常规的积分分离PID控制方法的稳态精度和动态性能的不足,引入滑模变结构控制。仿真结果表明自适应滑模变结构控制不仅对模型不确定性和外部干扰具有较强的鲁棒性,而且改善了系统的动态性能,同时自适应控制能有效地抑制变结构控制易出现的高频抖振;将其实际应用到系统中,结果也验证了该控制方法的有效性和正确性。

关键词：滑模变结构天线伺服系统抖振传递函数

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

船载卫星天线伺服系统仿真设计

微计算机信息 2007年第31期23卷 201-202页

作者：陶可妍靳英卫闫英敏军械工程学院电气工程系河北石家庄050003

为了实现船只在海上航行时卫星天线平台的稳定工作,设计了方位轴伺服控制系统。天线系统主要由无刷直流电机、天线组、GPS定位系统、航向角传感器、角度编码器和角速率传感器(即陀螺仪)等组成。根据系统工作原理,以一个自由度为例,通过... 详细信息

为了实现船只在海上航行时卫星天线平台的稳定工作,设计了方位轴伺服控制系统。天线系统主要由无刷直流电机、天线组、GPS定位系统、航向角传感器、角度编码器和角速率传感器(即陀螺仪)等组成。根据系统工作原理,以一个自由度为例,通过角度环和角速度环的双闭环动态设计实现系统;最后,利用MATLAB语言进行仿真实验。结果系统的超调量和跟随性能良好,能满足设计要求。在实际应用中,可以扩展到三个自由度,用于在船舶以及其他外界波动较大的场合,以实现工作平台的稳定。

关键词：方位角天线伺服系统直流无刷电机 MATLAB/SIMULINK仿真

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

机载天线伺服系统鲁棒控制器设计

计算机仿真 2016年第12期33卷 29-32,127页

作者：方阳丽唐猛熊进西南交通大学机械工程学院四川成都610031 武汉铁路局江岸车辆段湖北武汉430301

机载天线对中伺服系统要求根据上位机发出的控制指令实时调整天线姿态,隔离扰动对天线指向的影响,保证天线始终高精度对中目标卫星。如何测量系统的随机扰动并进行补偿控制,保证伺服系统的动态跟踪性能是设计的一大难题。为解决上述问题... 详细信息

机载天线对中伺服系统要求根据上位机发出的控制指令实时调整天线姿态,隔离扰动对天线指向的影响,保证天线始终高精度对中目标卫星。如何测量系统的随机扰动并进行补偿控制,保证伺服系统的动态跟踪性能是设计的一大难题。为解决上述问题,提出了一种利用干扰观测的鲁棒控制器方法,采用极点配置法设计干扰转矩观测器,将观测到的干扰前馈到控制信号输入端进行补偿控制,为了抑制观测器误差对伺服系统性能的影响,设计鲁棒H_∞控制器来保证整体反馈系统鲁棒稳定性。通过对伺服系统进行仿真分析,动态跟踪误差可以控制在±0.2。范围内,说明带有干扰观测的鲁棒控制器能够有效地补偿外部扰动,提高天线稳定跟踪的精度。

关键词：天线伺服系统零极点配置干扰观测器

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

基于子空间法的大型天线伺服系统建模研究

基于子空间法的大型天线伺服系统建模研究

作者：朱启昌西安电子科技大学

学位级别：硕士

本课题来源于大型天线抗阵风干扰技术的研究。由于大型天线口径巨大、容易受阵风干扰,传统的PID控制器很难满足控制精度要求。为此项目中采用了LQG控制器来代替传统的PID控制器。而LQG控制器的设计要以准确的系统模型为基础。针对大型... 详细信息

本课题来源于大型天线抗阵风干扰技术的研究。由于大型天线口径巨大、容易受阵风干扰,传统的PID控制器很难满足控制精度要求。为此项目中采用了LQG控制器来代替传统的PID控制器。而LQG控制器的设计要以准确的系统模型为基础。针对大型天线结构复杂,理论建模困难的问题,本文研究应用子空间辨识方法对大型天线进行建模。并对系统辨识建模中如何抑制噪声的影响进行了深入的探讨。在此基础上,搭建了天线伺服控制实验平台,从工程角度进一步验证子空间方法建模的准确性。本文主要的工作和成果如下:首先本文通过对比子空间辨识方法和传统的系统辨识方法的差别,考虑大型天线的特性,采用了子空间辨识方法对大型天线进行建模的方案。其次本文详细阐述了辨识实验中影响辨识效果的主要因素,给出了设计辨识实验的相关原则。在MATLAB环境下开发了子空间辨识算法的相关软件。以选取的天线模型为例,完成了系统辨识实验的设计和子空间辨识方法建模过程中的数据采集、数据预处理、模型辨识的工作。并采取有效的方法对辨识得到的模型进行了验证,实验结果说明了子空间辨识方法对大型天线建模的可行性。接着本文分析了噪声在系统辨识中的影响,并对子空间辨识方法在不同信噪比下的辨识效果进行了研究。采用相关法对数据进行预处理,有效的抑制了噪声对系统辨识的影响,大大改善了系统辨识的效果。最后本文给出了天线伺服控制实验平台的设计过程,完成了相应的数据采集算法和辨识软件的开发。通过实验得到了系统位置环的模型,并从辨识模型的预测输出能力和实际的控制器的控制效果两方面完成了辨识模型的验证工作,证明了本文方案的可行性。在实验中开发的辨识软件只要经过简单的移植就可以应用到实际的大型天线建模当中。

关键词：天线伺服系统系统辨识子空间方法相关法

具有有限时间收敛特性的动中通天线伺服系统自抗扰控制研究

在线全文

同方学位论文库

学校读者我要写书评

暂无评论

具有有限时间收敛特性的动中通天线伺服系统自抗扰控制研究

作者：宿韧天津大学

学位级别：硕士

动中通雷达是卫星通信中十分重要的一环,而动中通雷达的跟踪精度与搜寻能力直接由天线伺服系统决定。本文主要针对动中通天线伺服系统进行控制算法设计,并搭建了天线伺服系统实验平台进行可行性验证。本文将具有强抗干扰能力的自抗扰控... 详细信息

动中通雷达是卫星通信中十分重要的一环,而动中通雷达的跟踪精度与搜寻能力直接由天线伺服系统决定。本文主要针对动中通天线伺服系统进行控制算法设计,并搭建了天线伺服系统实验平台进行可行性验证。本文将具有强抗干扰能力的自抗扰控制算法和能够实现快速收敛的有限时间控制算法相结合,提出了一类一般性的具有有限时间收敛特性的自抗扰控制算法。首先,本文将传统线性扩张状态观测器和有限时间观测器结合,设计了有限时间扩张状态观测器,使其不仅能够观测并估计扰动,还具有有限时间收敛特性,并给出了相应的理论证明。其次,本文提出了一类简便的有限时间扩张状态观测器的参数整定办法,并给出理论依据,填补了非线性扩张状态观测器参数整定的空白。再次,基于有限时间扩张状态观测器,本文设计了有限时间自抗扰控制器,使控制系统在有限时间内达到收敛,实现更好的实时性和稳定性,并应用数学归纳法和Lyapunov方法进行了数学分析和证明。通过与中国电子科技集团第五十四研究所合作,本文搭建了0.9米口径车载动中通天线伺服系统实验平台。该平台以浮点DSP控制器TMS320F28335为核心,以Elmo Driver为驱动,结合上位机进行软件编程,能够实现实时的工况监测和算法参数的在线调节。最后,本文将上述具有有限时间收敛特性的自抗扰控制算法在搭建好的天线伺服系统平台上进行验证。实验结果表明本文所设计的算法能够实现快速而精准的跟踪,兼具了良好的抗干扰能力,综合性能优于传统自抗扰控制,大大提高了动中通天线伺服系统的跟踪精度和跟踪速度。

关键词：天线伺服系统自抗扰控制扩张状态观测器有限时间收敛