用于移動載體衛(wèi)星通信的動中通系統(tǒng)若干關鍵問題研究.pdf

1、動中通系統(tǒng)是一種安裝于移動載體上的衛(wèi)星通信裝置。動中通系統(tǒng)能夠在載體移動的同時，通過自動調整自身姿態(tài)，消除載體運動以及其它各種擾動對衛(wèi)星通信系統(tǒng)產(chǎn)生的干擾，進而實現(xiàn)穩(wěn)定不間斷的移動衛(wèi)星通信。由于動中通系統(tǒng)具有適應性強、通信距離遠、頻帶寬、保密性好等諸多優(yōu)點，因此動中通系統(tǒng)已經(jīng)逐漸成為移動通信領域的研究熱點之一。本文研究了一類典型船載三軸動中通系統(tǒng)的幾個關鍵問題，主要研究內容簡要敘述如下:
　　 建立了動中通系統(tǒng)的單軸模型和三軸非

2、線性模型。首先介紹了一類典型船載三軸動中通系統(tǒng)的組成以及各個模塊的功能。然后分析了動中通系統(tǒng)三軸穩(wěn)定機理，介紹了系統(tǒng)傳感器安裝方式，并設計了與之對應的控制結構。最后在對動中通系統(tǒng)運動學和動力學特性分析的基礎上，建立了動中通系統(tǒng)的單軸模型和三軸非線性模型。
　　 針對動中通系統(tǒng)傳感器信號濾波的實際問題，提出了兩種基于小波變換的濾波方法。第一種是3σ模平方平移不變小波濾波算法。該算法能夠在保證小波閾值濾波效果的同時，盡可能地消除或減

3、少偽Gibbs現(xiàn)象。第二種是基于鄰域相關性的自適應小波濾波算法。這種算法進一步考慮了鄰近窗口之間的鄰域相關性，并根據(jù)不同尺度自適應地調節(jié)閾值函數(shù)，因此能夠獲得較好的濾波性能。利用典型信號和真實陀螺信號的濾波結果驗證了所提出的兩種小波濾波算法的有效性。
　　 研究了基于單軸模型的動中通系統(tǒng)穩(wěn)定跟蹤控制問題。首先提出了一種基于新型趨近律的滑模控制器。該控制器通過擾動補償項抑制外來擾動，在確保趨近速度的同時，盡可能地減小系統(tǒng)抖振。然后

4、提出了一種非線性魯棒控制器設計方法。該控制器利用魯棒控制項抑制外來擾動對系統(tǒng)穩(wěn)定跟蹤性能的影響，回避了滑?？刂浦械亩墩駟栴}。通過對比仿真實驗，驗證了所提出的兩種穩(wěn)定跟蹤控制方法的有效性。
　　 研究了基于三軸非線性模型的動中通系統(tǒng)穩(wěn)定跟蹤控制問題。首先基于動中通系統(tǒng)三軸非線性模型，提出了一種基于Backstepping方法的自適應魯棒控制器。該控制器能夠抑制系統(tǒng)中存在的參數(shù)不確定和未建模不確定因素的影響，隔離載體擾動，實現(xiàn)整個系

5、統(tǒng)的穩(wěn)定跟蹤。然后基于簡化后的動中通系統(tǒng)三軸非線性模型，提出了一種基于非連續(xù)映射的自適應魯棒控制器。該控制器同樣能夠抑制系統(tǒng)中存在的參數(shù)不確定和未建模不確定因素的影響，而且控制器結構更為簡單，易于實現(xiàn)。最后提出了一種基于期望補償?shù)淖赃m應魯棒控制器。其中，模型補償項的參數(shù)回歸矩陣僅依賴于期望跟蹤軌跡，因而可以降低傳感器噪聲等不利因素對系統(tǒng)穩(wěn)定跟蹤性能的影響。
　　 介紹了一種四自由度、三軸穩(wěn)定、兩軸指向的船載動中通系統(tǒng)的工程實現(xiàn)方