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基于迭代学习控制的潜望式激光通信终端系统的动态跟踪设计 认领
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作者 张敏 李勃 滕云杰 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2020年第10期195-202,共8页
为提高潜望式激光通信终端伺服系统的动态跟踪性能,针对基于永磁同步电机的二维伺服转台的控制系统进行了设计。通过采取空间矢量控制方法实现电机的解耦控制,建立控制模型并完成了各控制回路的设计。针对动目标跟踪设计了迭代学习控制... 为提高潜望式激光通信终端伺服系统的动态跟踪性能,针对基于永磁同步电机的二维伺服转台的控制系统进行了设计。通过采取空间矢量控制方法实现电机的解耦控制,建立控制模型并完成了各控制回路的设计。针对动目标跟踪设计了迭代学习控制方法以提高通信终端的动态跟踪性能,并对控制系统的速度阶跃响应进行测试,分析通信终端系统的低速平稳性。最后,搭建了4.62 km激光通信的动态跟踪实验,利用六自由度转台模拟平台抖动,为动态跟踪验证实验创造外部平台扰动条件。实验结果表明:通信终端系统速度阶跃响应的稳态误差为±0.02 (°)/s,表明伺服系统速度回路具有较快的动态响应特性和较高的稳态精度,在最大加速度为0.219 (°)/s~2的正弦波扰动条件,二维伺服转台的动态粗跟踪精度可以达到62μrad,粗精复合跟踪精度优于2μrad,验证了通信终端伺服系统的有效性及其动态跟踪性能,为进一步提高终端系统的跟踪精度奠定基础。 展开更多
关键词 空间激光通信 激光通信终端 伺服控制 迭代学习控制 动态跟踪
潜望式激光通信终端的扰动抑制与动态跟踪方法 认领
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作者 张敏 李勃 +1 位作者 滕云杰 姜会林 《兵工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第12期2486-2494,共9页
潜望式激光通信终端系统内部执行机构的力矩脉动以及外部扰动等因素,会影响通信链路建立过程中伺服系统的跟踪精度与稳定性。为提高伺服系统的抗干扰能力与跟踪性能,采用降低执行结构的力矩波动、提升系统运行速度平稳性的方法,对系统... 潜望式激光通信终端系统内部执行机构的力矩脉动以及外部扰动等因素,会影响通信链路建立过程中伺服系统的跟踪精度与稳定性。为提高伺服系统的抗干扰能力与跟踪性能,采用降低执行结构的力矩波动、提升系统运行速度平稳性的方法,对系统的低速平稳性以及动态跟踪过程进行测试和分析;通过通信终端控制系统的动态跟踪实验,验证控制策略的有效性。实验结果表明:在最大速度为0.131°/s、最大加速度分别为0.137°/s 2、0.329°/s 2的平台扰动条件下,方位轴和俯仰轴的粗精复合跟踪精度都可以达到2μrad以内,验证了通信终端伺服系统的抖动抑制能力及其系统的动态跟踪性能。 展开更多
关键词 潜望式激光通信 通信终端 扰动抑制 动态跟踪 伺服系统
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空间激光通信最新进展与发展趋势 认领 被引量:18
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作者 高铎瑞 李天伦 +5 位作者 孙悦 汪伟 胡辉 孟佳成 郑运强 谢小平 《中国光学》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第6期901-913,共13页
空间激光通信凭借其带宽优势,成为未来高速空间通信不可或缺的有效手段,是近年来国际上的研究热点。本文详细介绍了美国、欧洲和日本在空间激光通信技术领域的最新研究进展和未来发展规划,总结了国内外空间激光通信演示计划的主要参数... 空间激光通信凭借其带宽优势,成为未来高速空间通信不可或缺的有效手段,是近年来国际上的研究热点。本文详细介绍了美国、欧洲和日本在空间激光通信技术领域的最新研究进展和未来发展规划,总结了国内外空间激光通信演示计划的主要参数指标。通过对空间激光通信最新研究计划的分析,归纳出空间激光通信高速化、深空化、集成化、网络化、一体化5个发展趋势,以及需要突破的高阶调制、高灵敏度探测、多制式兼容、“一对多”通信等关键技术。为我国激光通信设备及相关研究提供借鉴和参考。 展开更多
关键词 空间激光通信 激光通信终端 深空光通信 相干光通信 卫星通信
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二次成像型库德式激光通信终端粗跟踪技术 认领 被引量:2
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作者 张家齐 张立中 +2 位作者 董科研 王超 李小明 《中国光学》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第4期644-653,共10页
库德式激光通信终端粗跟踪探测器大视场接收信标光时,需通过望远单元、多块库德反射镜、分光片和粗跟踪透镜组,信标光传输路径长,使得后续子光路粗跟踪支路口径明显增加;捕获时望远单元和库德反射镜与粗跟踪探测器存在相对运动,信标光... 库德式激光通信终端粗跟踪探测器大视场接收信标光时,需通过望远单元、多块库德反射镜、分光片和粗跟踪透镜组,信标光传输路径长,使得后续子光路粗跟踪支路口径明显增加;捕获时望远单元和库德反射镜与粗跟踪探测器存在相对运动,信标光传递环节多,跟踪模型复杂。针对这两个问题,首先,对比了3种传统库德光路,选择二次成像型库德光路并对其进行设计,通过设计使后续子光路光学口径减小,利于后续子光路轻小型化设计;随后,对二次成像型库德式激光通信终端的跟踪模型进行推导,通过反射镜矩阵和坐标变换建立跟踪模型,并用Matlab-Simulink对跟踪模型进行仿真;最后,通过地面试验,对终端的跟踪性能进行测试,实测方位跟踪最大脱靶量为84.65μrad(3σ)、俯仰最大脱靶量为56.33μrad(3σ),满足通信要求的150μrad(3σ),二次成像型库德结构和跟踪模型可满足星间激光通信粗跟踪捕获和跟踪要求。 展开更多
关键词 二次成像型库德光路 激光通信终端 跟踪模型
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采用自抗扰控制的空间激光通信精跟踪系统 认领 被引量:5
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作者 彭小峰 刘世涛 +1 位作者 曹阳 张勋 《激光与红外》 CAS CSCD 北大核心 2017年第1期19-23,共5页
空间激光通信的视轴稳定是激光通信链路建立的前提。针对通信终端载体的非线性扰动和扰动模型未知造成视轴稳态误差较大的问题,设计了自抗扰控制方法,并采用模糊控制理论自适应调整非线性状态误差反馈控制律中的相关参数。实验结果表... 空间激光通信的视轴稳定是激光通信链路建立的前提。针对通信终端载体的非线性扰动和扰动模型未知造成视轴稳态误差较大的问题,设计了自抗扰控制方法,并采用模糊控制理论自适应调整非线性状态误差反馈控制律中的相关参数。实验结果表明,与自适应PID控制方法相比,采用模糊自抗扰控制方法可以有效抑制平台的非线性扰动,并且具有较快的响应速度与较强的鲁棒性,可以满足系统的稳态精度要求。 展开更多
关键词 空间激光通信 通信终端 视轴稳定 自抗扰控制 模糊理论
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星载激光通信端机形状记忆合金锁紧机构研究 认领
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作者 张家齐 王爱华 邓宁 《长春理工大学学报:自然科学版》 2017年第6期1-5,共5页
针对火工品锁紧装置爆炸冲击大、燃气释放多和国外常用记忆合金锁紧机构不可重复使用的问题,以星地激光通信任务为背景,提出了一种利用锁紧体材料本身弹性变形特性和形状记忆合金记忆效应的锁紧机构。首先对锁紧机构进行设计;根据设计... 针对火工品锁紧装置爆炸冲击大、燃气释放多和国外常用记忆合金锁紧机构不可重复使用的问题,以星地激光通信任务为背景,提出了一种利用锁紧体材料本身弹性变形特性和形状记忆合金记忆效应的锁紧机构。首先对锁紧机构进行设计;根据设计方法流程确定锁紧机构的各项参数;为了验证锁紧机构对整个系统刚度的提升对星载激光通信端机进行了刚度分析,并建立有限元模型,分析在非锁紧和锁紧状态下星载激光通信端机X、Y、Z三个方向上的模态,未锁紧发射方向上的模态为57.414Hz,锁紧后发射方向上的模态为84.35Hz,平台要求发射方向上模态大于70Hz,锁紧机构提高了星载激光通信端机的刚性,使结构满足发射要求。 展开更多
关键词 激光通信端机 形状记忆合金 锁紧机构 模态分析
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潜望式激光通信终端信号光偏振态实时补偿方法 认领
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作者 江伦 王超 +3 位作者 安岩 刘壮 李英超 张立中 《激光与光电子学进展》 CSCD 北大核心 2016年第12期67-74,共8页
针对潜望式激光通信终端中的运动反射镜会改变接收信号光偏振态从而导致系统混频效率下降的问题,提出一种基于旋转组合波片的偏振态实时补偿方法,使接收信号光偏振态恒定为45°线偏振,以实现与本振光的高效混频。在建立潜望式扫... 针对潜望式激光通信终端中的运动反射镜会改变接收信号光偏振态从而导致系统混频效率下降的问题,提出一种基于旋转组合波片的偏振态实时补偿方法,使接收信号光偏振态恒定为45°线偏振,以实现与本振光的高效混频。在建立潜望式扫描机构几何模型的基础上,利用三维偏振态追迹算法对其偏振态传输特性进行分析,得到系统偏振态传输矩阵,给出不同方位角、俯仰角下出射信号光的偏振态,建立了偏振态补偿元件1/4波片、1/2波片各自旋转角度与潜望式扫描机构方位角、俯仰角的联系,分析了波片旋转角度误差对出射信号光偏振态的影响。 展开更多
关键词 光通信 偏振态 激光通信终端 实时补偿
GEO星载激光通信终端二维转台伺服机构热设计 认领 被引量:3
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作者 刘百麟 刘绍然 +1 位作者 周佐新 于思源 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2016年第9期268-273,共6页
星载激光通信终端二维转台伺服机构是一种高精度指向调节机构,工作时对温度场稳定性及均匀性有较高要求,空间热环境剧烈变化是诱导其温度波动的外因。为达到在轨温度场精稳控制,提出了一种GEO星载经纬仪式激光通信终端二维转台伺服... 星载激光通信终端二维转台伺服机构是一种高精度指向调节机构,工作时对温度场稳定性及均匀性有较高要求,空间热环境剧烈变化是诱导其温度波动的外因。为达到在轨温度场精稳控制,提出了一种GEO星载经纬仪式激光通信终端二维转台伺服机构温控方案,通过机电热一体化结构设计选材、主动跟踪控温、散热及隔热设计等技术途径,实现了空间大尺寸的高精密二维转台伺服机构温度场稳定性与均匀性的精稳控制,并经过热试验与热分析综合验证,结果表明:工作轨道全寿命期间,伺服机构核心部件温度稳定控制在22.3~34.6℃范围内,温度场均匀性可控制在4℃以内。 展开更多
关键词 激光通信终端 经纬仪式 二维转台伺服机构 热设计
空间激光通信技术最新进展与趋势 认领 被引量:22
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作者 张靓 郭丽红 +2 位作者 刘向南 林一 卢满宏 《飞行器测控学报》 CSCD 2013年第4期286-293,共8页
空间激光通信技术已成为现代超宽带卫星通信技术发展的新焦点。详细介绍了美国、欧洲和日本在空间激光通信技术领域的最新研究进展和发展规划,重点介绍他们正在开发的第2代空间激光通信系统的主要性能指标和采用的新技术,深入分析了... 空间激光通信技术已成为现代超宽带卫星通信技术发展的新焦点。详细介绍了美国、欧洲和日本在空间激光通信技术领域的最新研究进展和发展规划,重点介绍他们正在开发的第2代空间激光通信系统的主要性能指标和采用的新技术,深入分析了国际空间激光通信技术的发展趋势,为我国开展相关研究提供借鉴和思路。 展开更多
关键词 空间激光通信 深空光通信 卫星通信 相干光通信 激光通信终端
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空间激光通信发展概述 认领 被引量:53
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作者 吴从均 颜昌翔 高志良 《中国光学》 CAS 2013年第5期670-680,共11页
介绍了激光通信的基本过程和链路类型。着重调研了欧州空间局、美国、德国、日本以及国内激光通信的最新发展概况,给出了一些已成功应用的激光通信终端的详尽技术参数,如通信波长、通信距离、通信速度误码率、应用目的等,突出了每一... 介绍了激光通信的基本过程和链路类型。着重调研了欧州空间局、美国、德国、日本以及国内激光通信的最新发展概况,给出了一些已成功应用的激光通信终端的详尽技术参数,如通信波长、通信距离、通信速度误码率、应用目的等,突出了每一种仪器的特点和优势,并对其光机结构进行了详细分析和展示。通过分析国内外的研究状况,指出激光通信面临的关键技术问题,以及未来激光通信发展的趋势和方向,为激光通信设备及其相关领域的研究提供了一定的参考。 展开更多
关键词 激光通信 空间激光通信 通信终端 通信设备
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42.24Mbits/s多业务大气传输光通信系统的研制 认领 被引量:4
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作者 孙未 艾勇 +1 位作者 黄海波 朱东 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2004年第1期 88-92,共5页
在实际应用中为满足对多业务大气传输光通信的要求,研究并实现了通信速率达42.24 Mbits/s的大气传输光通信系统,该系统能够实现V.35、E1、RS-232/485、以太网以及电话语音数据通信等.从光学收发天线、半导体激光器调制驱动电路、光电二... 在实际应用中为满足对多业务大气传输光通信的要求,研究并实现了通信速率达42.24 Mbits/s的大气传输光通信系统,该系统能够实现V.35、E1、RS-232/485、以太网以及电话语音数据通信等.从光学收发天线、半导体激光器调制驱动电路、光电二极管(PIN)直接检测电路、通信端机等方面阐述了该系统的基本原理、组成结构以及设计思路等.大气传输通信实验表明,传输距离为500 m时,在晴朗的天气条件下该系统能实现宽带、高速、低误码率的信息传输. 展开更多
关键词 半导体激光器 光电探测器 通信端机 多业务大气传输光通信
机载激光通信系统的杂散光分析 认领 被引量:5
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作者 付跃刚 刘智颖 +1 位作者 张磊 王娓娓 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第z1期 684-685,688,共3页
在自由空间激光通信系统中,常采用通信及信标发射接收共用同一系统的方式,内部发射激光若不能很好的抑制、外部杂散光的干扰都能在整个系统中通信,接收探测器以及信标接收探测器像面上将产生杂散光的影响.本文针对机载激光通信系统进行... 在自由空间激光通信系统中,常采用通信及信标发射接收共用同一系统的方式,内部发射激光若不能很好的抑制、外部杂散光的干扰都能在整个系统中通信,接收探测器以及信标接收探测器像面上将产生杂散光的影响.本文针对机载激光通信系统进行了杂散光的分析及软件仿真,仿真结果表明系统光学和机械结构设计有效地抑制了内部和外部杂散光. 展开更多
关键词 机载 激光通信系统 杂散光 仿真
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