基于空间光反馈的复合轴跟踪稳定特性研究

摘要

复合轴系统通过粗瞄结构和精瞄机构配合,解决了空间光通信大角度和高精度跟踪之间的矛盾,是实现高速率空间光通信的重要手段。但是粗瞄和精瞄配合工作也给复合轴系统带来了复杂的解耦问题,使整个系统的鲁棒性降低,在跟踪速率变化较快的目标时,容易出现振荡,甚至使系统处于不稳定状态。以复合轴系统为研究基础,通过伯德图对系统的跟踪带宽、精度和稳定性进行分析,得到解耦过程是影响复合轴系统稳定性的主要原因。提出了基于跟踪微分器的线性自抗扰复合轴控制解耦方案,在保证系统精度的情况下,抑制系统在解耦过程中可能出现的振荡发散现象。在卫星轨道模拟平台上进行复合轴跟踪实验,实验结果证明,在最大角加速度0.32°/s^(2)的轨道运动和最大角加速度2.26°/s^(2)的微振动情况下,改进复合轴控制有效地提高了系统跟踪的稳定性,最终跟踪精度优于1μrad(3σ)。