【技术实现步骤摘要】
一种卫星激光通信复合轴跟踪解耦控制系统及方法
本专利技术涉及激光通信的解耦技术，属于通信领域。
技术介绍
近年来中国在航天领域的探索逐渐深入并取得了丰硕成果，深空探测作为未来五年的主要任务之一，尤为受到重视。激光通信由于其通信速率快、体积小、重量轻、保密性高等优点，为月地以及未来的火星与地球通信提供了一种可行性方案。然而激光通信对跟踪性能的要求很高，跟踪不稳定将造成通信误码率增加甚至通信中断，常规的控制系统很难满足其控制需求。现如今的激光通信终端多数采用复合轴式的结构，即利用电机带动机械轴转动作为粗跟踪单元，电机常采用机电时间常数小、线性度好、控制精度高的伺服电机，利用压电陶瓷的高精度快速偏转带动反射镜作为精跟踪单元，完成接收光路的快速精确调整。精瞄控制单元需要搭载粗跟踪单元上，这样才可以充分利用粗跟踪的大视域、大动态范围完成捕获及粗跟踪过程，同时通过粗跟踪单元可以吸收大部分的低频干扰。在采用双探测器时，精跟踪单元只需要分别对粗瞄控制单元的残差和卫星平台的高频振动进行补偿。虽然双探测器跟踪精度优于单探测器跟踪精度，但...
【技术保护点】
1.一种卫星激光通信复合轴跟踪解耦控制系统，其特征在于，包括捕获探测单元(1)、粗瞄跟踪单元(2)、精瞄跟踪单元(3)、神经网络自适应模型(4)、粗瞄执行机构(5)和精瞄执行机构(6)；/n捕获探测单元(1)：用于捕获对方发射信标光，粗跟踪时，切换至大视场、低帧频状态，并输出补偿量给粗瞄跟踪单元(2)，进而控制粗瞄执行机构(5)跟随光斑转动；精跟踪时，切换至小视场、高帧频状态，输出补偿量给精瞄跟踪单元(3)，进而控制精瞄执行机构(6)跟随光斑转动；/n粗瞄跟踪单元(2)：用于接收捕获探测单元(1)的补偿量来驱动粗瞄执行机构(5)进行粗跟踪；还用于接收神经网络自适应模型(4)...
【技术特征摘要】
1.一种卫星激光通信复合轴跟踪解耦控制系统，其特征在于，包括捕获探测单元(1)、粗瞄跟踪单元(2)、精瞄跟踪单元(3)、神经网络自适应模型(4)、粗瞄执行机构(5)和精瞄执行机构(6)；
捕获探测单元(1)：用于捕获对方发射信标光，粗跟踪时，切换至大视场、低帧频状态，并输出补偿量给粗瞄跟踪单元(2)，进而控制粗瞄执行机构(5)跟随光斑转动；精跟踪时，切换至小视场、高帧频状态，输出补偿量给精瞄跟踪单元(3)，进而控制精瞄执行机构(6)跟随光斑转动；
粗瞄跟踪单元(2)：用于接收捕获探测单元(1)的补偿量来驱动粗瞄执行机构(5)进行粗跟踪；还用于接收神经网络自适应模型(4)输出的前馈控制量进一步跟踪调节实现稳定跟踪；
精瞄跟踪单元(3)：用于驱动精瞄执行机构(6)根据捕获探测单元(1)的补偿量进行精跟踪；
神经网络自适应模型(4)：将粗瞄执行机构(5)的位置偏差、速度信息以及精瞄执行机构(6)的位置偏差、偏转速度作为模型输入量，输出前馈控制量给粗瞄跟踪单元(2)。
2.根据权利要求1所述一种卫星激光通信复合轴跟踪解耦控制系统，其特征在于，捕获探测单元(1)采用CCD作为探测器。
3.根据权利要求2所述一种卫星激光通信复合轴跟踪解耦控制系统，其特征在于，粗瞄跟踪单元(2)、精瞄跟踪单元(3)和神经网络自适应模型(4)在DSP控制器中构建。
4.根据权利要求3所述一种卫星激光通信复合轴跟踪解耦控制系统，其特征在于，粗瞄执行机构(5)采用伺服电机，精瞄执行机构(6)采用内置应变片传感器的压电陶瓷。
5.一种方法，基于权利要求4所述一种卫星激光通信复合轴跟踪解耦控制系统实现，其特征在于，该方法包括以下步骤：
步骤一、卫星光通信终端的捕获探测单元(1)探测到对方发射信标光之后，首先启动粗瞄跟踪单元(2)进行粗跟踪；
步骤二、当满足精瞄启动条件时，启动精瞄跟踪单元(3)进行精跟踪，同时启动神经网络自适应模型(4)输出前馈控制量；
步骤三、粗瞄跟踪单元(2)根据捕获探测单元(1)输出的补偿量和神经网络自适应模型(4)输...
【专利技术属性】
技术研发人员：于思源，李博，马晶，谭立英，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学，
类型：发明
国别省市：黑龙江;23
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。