【摘 要】
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激光通信技术凭借其各项优异特性,现已发展成为一个重要战略通讯技术,而且得到了快速发展。在卫星激光通信系统中,通信链路的稳定是保证激光通信稳定高效的基础,而卫星平台微振动是对激光通信链路影响最为严重的原因之一。平台微振动会使光学天线发生抖动,影响光束指向精度,进而影响到通信链路的畅通,因此能否对卫星平台微振动实现有效控制,是实现稳定通信的关键所在。本文针对卫星激光通信系统中,平台微振动抑制提出一种新
【机 构】
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中国科学院大学(中国科学院西安光学精密机械研究所)
【出 处】
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中国科学院大学(中国科学院西安光学精密机械研究所)
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激光通信技术凭借其各项优异特性,现已发展成为一个重要战略通讯技术,而且得到了快速发展。在卫星激光通信系统中,通信链路的稳定是保证激光通信稳定高效的基础,而卫星平台微振动是对激光通信链路影响最为严重的原因之一。平台微振动会使光学天线发生抖动,影响光束指向精度,进而影响到通信链路的畅通,因此能否对卫星平台微振动实现有效控制,是实现稳定通信的关键所在。本文针对卫星激光通信系统中,平台微振动抑制提出一种新的补偿算法,基于RBF神经网络算法前馈控制与PID反馈控制相结合的控制算法,并对此方法的控制效果进行了分析验证。首先介绍了卫星激光通信技术的发展及国内外卫星平台微振动抑制技术的研究,详细讨论了卫星平台微振动的来源及特点,然后通过分析现有抑制技术,选择采用主动补偿的方式进行微振动抑制,主动补偿技术是在精跟踪系统中,通过驱动快速反射镜对振动进行补偿,然后分析了控制系统中关键器件快速反射镜的原理,建立了其数学模型,阐述了影响快速反射镜性能的因素。其次针对前馈式振动抑制方案和LMS自适应滤波算法的局限性提出RBF复合控制算法,分析了该算法的原理并在MATLAB中对算法的性能进行了仿真研究,主要与经典PID控制方法进行对比。仿真验证RBF复合控制算法对不同频率和不同幅度下的谐波振动的抑制效果,可知本文提出的振动抑制算法对50Hz以内的单频谐波振动以及不同幅度下的振动都有很好的补偿能力。最后,基于微振动抑制算法的仿真结果,设计针对不同频率和幅度的谐波振动补偿方案,利用RBF复合控制算法对谐波振动进行补偿实验,并与PID控制算法进行对比。实验结果表明:在本实验系统参数下,RBF复合控制算法随着频率的增加,抑制效果在不断降低,但明显优于PID控制算法。对不同幅度的振动也有很好的抑制效果。通过理论仿真与模拟实验证明本文所提的RBF复合控制算法是可行的,为卫星平台微振动抑制提供了一个有效的解决方法。
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