卫星跟踪通信技术论文提纲

2022-11-15

论文题目：基于自适应抗扰控制的卫星激光通信粗跟踪技术研究

摘要：卫星激光通信是实现星间、星地高速通信,构建星间骨干网络的重要技术。与卫星微波通信相比,卫星激光通信具有速率快、带宽宽、没有频段限制、体积更小、抗干扰和保密性好等特点。从卫星激光通信试验成功开始,其研究深度、试验范围、通信速率等不断提升,并随着社会对于实时通信的需求,朝着商业化发展。卫星激光通信的实现需要高精度的瞄准、捕获、跟踪（PAT）技术。激光的束散角极窄,空间环境接收视场有限,所以需要稳定的光束跟踪才能实现高速的数据通信。粗跟踪技术作为PAT技术的重要组成部分,参与瞄准、捕获、跟踪的各个环节,并在跟踪的过程中需要保证光束的在极小视场范围内,以保证精跟踪系统稳定跟踪。随着卫星朝着低轨、小型化发展,卫星激光通信面对的空间环境更加复杂,对粗跟踪技术的要求也更加细化、严苛;对于粗跟踪的控制系统而言,面对更复杂的干扰要保证系统具有更强的鲁棒性,但是鲁棒性和系统精度之间往往难以统一。本文提出了自适应抗扰控制（ALADRC）,通过控制算法抑制干扰对粗跟踪系统的影响。首先针对卫星激光通信的发展,尤其是发展过程中粗跟踪技术的发展状况进行调查,同时针对粗跟踪的发展和使用指标,分析了卫星激光通信对粗跟踪系统的具体要求。对PAT系统进行介绍,首先分析了 PAT系统的组成和工作过程,并说明了粗跟踪在工作中的作用。以粗跟踪的系统框图为基础,对粗跟踪技术发展过程中使用的控制方案做出简单介绍。对线性自抗扰控制和自适应控制做出详细介绍,为自适应抗扰控制算法的推导提供理论基础。分析粗跟踪的干扰因素,对粗跟踪系统的工作需求做出说明。建立伺服电机仿真模型,实现从伺服电机到粗跟踪系统控制参数整定及系统仿真。通过理论研究和仿真分析了经典PID控制、线性自抗扰控制、自适应抗扰控制的跟踪性能。仿真结果表明,自适应抗扰可以在一定程度上抑制干扰,并在参数摄动的情况下保证系统稳定。最后通过实验验证了自适应抗扰控制的有效性。

关键词：卫星激光通信;粗跟踪技术;粗跟踪干扰;自适应抗扰

学科专业：光学工程（专业学位）

摘要

Abstract

第1章绪论

1.1 课题来源及研究的背景和意义

1.2 国内外卫星激光通信及粗跟踪发展现状

1.3 国外发展现状

1.4 国内发展现状

1.5 国内外粗跟踪的发展情况分析

1.6 论文的主要研究内容

第2章粗跟踪控制理论研究及干扰因素分析