[发明专利]一种星地激光通讯多轴瞄准系统的转台控制方法

说明书

本发明的目的在于提供一种星地激光通讯多轴瞄准系统的转台控制方法，针对粗瞄控制系统位移状态切换存在延时且抗扰动能力较弱的问题，解决一类参数不确定性体现为范数有界形式的离散广义分段仿射系统具有H∞性能指标且渐近稳定的弹性滤波器的设计问题，并将结果转换为包含参变量的LMIs约束条件，得到欲寻求使闭环系统容许的反馈控制器增益。

技术领域

本发明涉及激光通讯系统领域，尤其涉及一种星地激光通讯多轴瞄准系统的转台控制方法。

背景技术

由于星地通讯具有实时性和精准性，被广泛应用于军事领域，而在众多星地通讯方式中激光通讯仍是行之有效的解决方案。伴随超光谱成像技术和合成孔径雷达在卫星平台上的应用，如何准确且高速捕捉和瞄准链路目标成为星地激光通讯领域研究的热点。这一过程的实现依赖于粗瞄控制系统控制策略的选择以及实现，因此，粗瞄控制系统性能将直接影响激光通讯对焦的速率和质量。

自1945年，世界上首个采取传统滚珠式轴承的仿真转台在美国麻省理工学院诞生，到我国现代新型三轴转台雏形的出现，这一过程伴随技术更新和几代人的不懈努力。2005年，哈尔滨工业大学自主研发的三轴飞行仿真转台ET313A，准静态瞄准精度高、飞行速度适应范围广，相关技术参数达到国际领先水平。基于控制理论与相关技术的不断发展，近年来有关三轴转台的报道多集中在控制算法选择与模拟实现上，文献《基于三轴转台的多视场星敏感器标定方法》中通过对测量模型、结构参数模型及外参数模型的建模及优化整合提出一种基于三轴转台的多视场星敏感器标定方法。用于地面卫星整星级姿态动力学试验的三轴气浮台参数辨识方法由文献《三轴气浮台质量特性优化设计及其参数辨识方法研究》给出，采用剩余误差法可以直接作为二阶电子稳定方程的替代方案，成功应用于三轴稳定转台雷达。

此外，文献《星载小型二轴稳瞄转台结构设计》《舰载稳定平台的非奇异终端滑模控制》在转台结构以及控制策略选择上也做了相应的研究。不难发现，今年来对三轴转台控制算法的研究均没有给出消除子系统切换所造成延时以及如何抵消外部扰动的方法。

发明内容

为解决上述问题，本发明的目的提供一种星地激光通讯多轴瞄准系统的转台控制方法，针对粗瞄控制系统位移状态切换存在延时且抗扰动能力较弱的问题，解决一类参数不确定性体现为范数有界形式的离散广义分段仿射系统具有H_∞性能指标且渐近稳定的弹性滤波器的设计问题，并将结果转换为包含参变量的LMIs约束条件，得到欲寻求使闭环系统容许的反馈控制器增益。

本发明提供一种星地激光通讯多轴瞄准系统的转台控制方法，所述控制方法步骤如下：

步骤一：驱动系统上电，系统启动，按下启动按钮：

步骤二：对系统是否在初始位置进行判断，若是则进入步骤三，若否则回归初始位置后，再准备开始寻找目标，进入步骤三；

步骤三：开始确定目标大致方位，通过高清射电相机进行目标大致范围确定，并将位置告知上位机；

步骤四：对是否拍摄到目标进行判断，若是则进入步骤五，若否则回归初始位置重新开始；

步骤五：根据测得的位置偏差，启动速度控制系统开始扫描，进入大致扫描范围；

步骤六：对是否找到目标光源进行判断，若是则进入步骤七，若否则进入步骤十一；

步骤七：停止速度控制系统，切换位置控制系统，进入步骤八；

步骤八：进入位置控制系统，不断逼近目标光源精准位置；

步骤九：判断是否对准目标光源精准位置，若是则进入步骤十，若不是则进入步骤十二；

步骤十：完成控制，回归初始位置后结束；

步骤十一：对系统电机是否损坏进行判断，若是则进入步骤十二，若不是则系统继续启用高清射电相机寻找目标，并重新回归初始位置开始扫描；