空间光通信APT系统研究

摘要

为克服单轴伺服系统的固有频率和带宽限制,本文设计了一个双轴复合APT系统，建立了快速反射镜、相机、D/A数据采集卡和速度伺服单元的传递函数,得到了该系统的传递函数的理论模型。结合MATLAB仿真,分析了动态滞后误差、平台振动误差、光斑质心检测误差、机械力矩干扰误差对APT系统精度的影响。提出采用现代综合算法对快速反射镜APT系统进行参数整定,设计了一个稳健H∞控制器,进一步抑制残余低频扰动和高频噪声,提高了系统带宽和精度。实验得到:复合轴APT系统带宽2-16Hz,系统精度0.8-4μrad,实验结果和理论分析基本一致。本系统为空间光通信、深空探测、遥感等领域的跟踪瞄准捕获系统的研究提供了借鉴。