量子光通信望远镜跟踪控制技术研究
| 致谢 | 第4-6页 |
| 摘要 | 第6-8页 |
| ABSTRACT | 第8-10页 |
| 1 绪论 | 第14-29页 |
| 1.1 课题背景 | 第14-20页 |
| 1.1.1 自由空间量子通信望远镜 | 第14-18页 |
| 1.1.2 课题意义 | 第18-20页 |
| 1.2 望远镜速度平稳性与影响因素 | 第20-22页 |
| 1.2.1 速度平稳性概况 | 第20-22页 |
| 1.2.2 影响速度平稳性因素 | 第22页 |
| 1.3 伺服系统平稳性控制策略研究现状 | 第22-25页 |
| 1.3.1 经典控制策略在平稳跟踪控制中的应用 | 第22-23页 |
| 1.3.2 现代控制策略在平稳跟踪控制中的应用 | 第23-25页 |
| 1.4 本文主要研究内容 | 第25-26页 |
| 1.5 本文结构安排 | 第26-29页 |
| 2 望远镜粗跟踪系统及扰动分析 | 第29-46页 |
| 2.1 引言 | 第29-30页 |
| 2.2 量子通信链路建立 | 第30页 |
| 2.3 粗跟踪系统需求分析 | 第30-31页 |
| 2.4 望远镜粗跟踪系统构成 | 第31-34页 |
| 2.4.1 望远镜主光学系统 | 第31-32页 |
| 2.4.2 粗跟踪成像探测器 | 第32页 |
| 2.4.3 望远镜粗跟踪伺服平台 | 第32-33页 |
| 2.4.4 粗跟踪控制系统硬件实现 | 第33-34页 |
| 2.5 望远镜粗跟踪控制系统设计 | 第34-35页 |
| 2.5.1 粗跟踪控制器设计 | 第34-35页 |
| 2.5.2 粗跟踪控制器工作原理 | 第35页 |
| 2.6 被控对象辨识 | 第35-38页 |
| 2.6.1 粗跟踪伺服平台动力学分析 | 第35-37页 |
| 2.6.2 粗跟踪被控对象辨识 | 第37-38页 |
| 2.7 光电编码器细分误差扰动 | 第38-41页 |
| 2.7.1 细分误差成因 | 第38-39页 |
| 2.7.2 细分误差补偿技术 | 第39-41页 |
| 2.7.3 细分误差对控制系统影响 | 第41页 |
| 2.8 摩擦力矩扰动 | 第41-45页 |
| 2.8.1 摩擦力矩 | 第42页 |
| 2.8.2 摩擦力矩补偿技术 | 第42-44页 |
| 2.8.3 摩擦力矩对控制系统影响 | 第44-45页 |
| 2.9 本章小结 | 第45-46页 |
| 3 基于控制系统的编码器细分信号误差补偿技术 | 第46-68页 |
| 3.1 引言 | 第46页 |
| 3.2 光电编码器工作原理 | 第46-52页 |
| 3.2.1 编码器组成 | 第46-47页 |
| 3.2.2 编码器分类 | 第47-48页 |
| 3.2.3 编码器比较 | 第48-49页 |
| 3.2.4 光栅莫尔条纹技术 | 第49-51页 |
| 3.2.5 细分技术 | 第51-52页 |
| 3.3 细分误差源分析 | 第52-56页 |
| 3.3.1 编码器莫尔信号数学模型 | 第52-53页 |
| 3.3.2 细分误差影响因素数理分析 | 第53-56页 |
| 3.4 细分误差源对系统影响 | 第56-58页 |
| 3.5 细分误差补偿算法 | 第58-60页 |
| 3.6 细分误差补偿控制模型 | 第60-61页 |
| 3.7 细分误差补偿技术验证 | 第61-66页 |
| 3.7.1 工程遇到问题 | 第61-62页 |
| 3.7.2 细分误差源判断 | 第62-64页 |
| 3.7.3 细分误差源初始参数确定 | 第64-65页 |
| 3.7.4 细分误差补偿实验 | 第65-66页 |
| 3.8 本章小结 | 第66-68页 |
| 4 基于Lu Gre模型的摩擦力矩补偿技术 | 第68-88页 |
| 4.1 引言 | 第68页 |
| 4.2 摩擦现象分析 | 第68-72页 |
| 4.2.1 几种典型摩擦现象 | 第68-69页 |
| 4.2.2 摩擦模型比较与选择 | 第69-72页 |
| 4.3 摩擦力矩测量 | 第72-77页 |
| 4.3.1 力矩反馈技术 | 第73页 |
| 4.3.2 干扰观测器技术 | 第73-76页 |
| 4.3.3 干扰观测器高精度摩擦测量 | 第76-77页 |
| 4.4 粒子群算法 | 第77-79页 |
| 4.4.1 粒子群算法原理 | 第77-78页 |
| 4.4.2 算法实现 | 第78-79页 |
| 4.5 Lu Gre模型参数辨识 | 第79-80页 |
| 4.6 摩擦补偿控制器设计 | 第80页 |
| 4.7 摩擦补偿技术验证 | 第80-86页 |
| 4.7.1 摩擦力矩测量 | 第81-82页 |
| 4.7.2 粒子群摩擦参数辨识实验 | 第82-85页 |
| 4.7.3 粒子群Lu Gre模型摩擦补偿实验 | 第85-86页 |
| 4.8 本章小结 | 第86-88页 |
| 5 模糊滑模变结构控制器抗扰研究 | 第88-107页 |
| 5.1 引言 | 第88页 |
| 5.2 滑模控制基本原理 | 第88-94页 |
| 5.2.1 滑动模态 | 第88-89页 |
| 5.2.2 滑模变结构控制函数 | 第89-90页 |
| 5.2.3 滑模面参数设计 | 第90页 |
| 5.2.4 滑动模态不变性 | 第90-91页 |
| 5.2.5 存在的问题及解决方案 | 第91-94页 |
| 5.3 模糊控制 | 第94-98页 |
| 5.3.1 模糊系统 | 第95-96页 |
| 5.3.2 模糊控制系统组成 | 第96-98页 |
| 5.4 滑模变结构控制器设计 | 第98-99页 |
| 5.4.1 被控对象确定 | 第98页 |
| 5.4.2 滑模面设计 | 第98-99页 |
| 5.4.3 滑模变结构控制律设计 | 第99页 |
| 5.5 滑模控制器切换增益的模糊调节 | 第99-102页 |
| 5.5.1 模糊控制器结构确定 | 第100页 |
| 5.5.2 模糊控制模糊集确定 | 第100页 |
| 5.5.3 确定隶属函数 | 第100-101页 |
| 5.5.4 模糊推理规则建立 | 第101页 |
| 5.5.5 去模糊化 | 第101-102页 |
| 5.6 模糊滑模变结构控制器验证与仿真 | 第102-105页 |
| 5.7 几种平稳跟踪控制技术比较 | 第105页 |
| 5.8 本章小结 | 第105-107页 |
| 6 量子光通信望远镜外场实验 | 第107-113页 |
| 6.1 引言 | 第107页 |
| 6.2 望远镜测量元件校验 | 第107-108页 |
| 6.3 第三镜重复定位实验 | 第108-109页 |
| 6.4 兴隆 1m望远镜 | 第109-110页 |
| 6.5 南山 1.2m望远镜 | 第110-112页 |
| 6.6 本章小结 | 第112-113页 |
| 7 总结与展望 | 第113-116页 |
| 7.1 主要研究工作 | 第113-115页 |
| 7.2 论文主要创新点 | 第115页 |
| 7.3 后续工作展望 | 第115-116页 |
| 参考文献 | 第116-124页 |
| 作者简介及在学期间发表的学术论文与研究成果 | 第124-125页 |
