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题名激光通信粗跟踪系统综合建模与多目标互补控制
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作者
刘之鹤
孙崇尚
于思源
李智斌
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机构
山东科技大学电气与自动化工程学院
哈尔滨工业大学仪器科学与工程学院
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出处
《红外与激光工程》
北大核心
2025年第7期322-335,共14页
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基金
山东省自然科学基金项目(ZR2024MF133)
国家自然科学基金项目(U23A20336,52227811)。
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文摘
为了抑制摩擦对激光通信粗跟踪系统低速控制性能的影响,同时突破传统控制方法跟踪性能和抗扰性能之间相互制约的关系,提出了一种综合建模与多目标互补控制方法。首先,将正弦扫频和伪随机序列得到的频率响应进行组合处理,得到更加精确的频率响应,通过Hankel矩阵辨识得到系统的阶次和参数,并量化分析模型不确定性。其次,建立粗跟踪系统的Stribeck摩擦模型,设计基于摩擦模型的前馈补偿控制,改善低速跟踪的死区问题。最后,在多目标互补控制的框架下,采用混合灵敏度控制设计了粗跟踪系统控制器,有效解决系统性能与鲁棒性之间的矛盾,并与PID、干扰观测器和自抗扰控制方法进行对比。实验结果显示,相比于PID、干扰观测器和自抗扰控制,多目标互补控制在进行0.5 Hz正弦输入信号跟踪时的最大误差分别减少25.5%、18.9%、12.3%,均方根误差分别降低14.8%、13.3%、14.2%,且在10~100 rad/s的工作带宽内具有更强的抗扰能力。结果表明,提出的综合建模方法可有效提升粗跟踪系统的建模精度,多目标互补控制方法可同时兼顾系统的跟踪性能和抗扰性能。
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关键词
激光通信粗跟踪系统
综合建模
Stribeck摩擦模型
混合灵敏度控制
多目标互补控制
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Keywords
laser communication coarse tracking system
comprehensive modeling
Stribeck friction model
mixed-sensitivity control
multi-objective complementary control
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分类号
TP271.4
[自动化与计算机技术—检测技术与自动化装置]
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