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本書共5章，較全國地介紹可用於海上隱蔽式移動衛星天線系統，分析了海洋環境中天線系統的姿態變化情況，研究了海洋環境下的動載式衛星天線姿態控制策略。本書主要內容包括移動衛星天線系統設計、海洋力學性質研究、基於局域位置預測的天線姿態控制、基於多環自抗擾控制器的天線姿態控制和基於非光滑控制技術的天線姿態控制。
目次
目 錄
前言
第1章 緒論1
1.1 動載天線的研究現狀1
1.1.1 動載式天線產品概述1
1.1.2 天線板2
1.1.3 慣性導航3
1.1.4 自動跟蹤衛星技術5
1.1.5 伺服控制策略6
1.1.6 船艦載衛星天線7
1.2 研究背景及意義8
1.3 本書內容9
第2章 漂浮式平板衛星通信天線系統10
2.1 漂浮式衛星天線系統的設計10
2.1.1 漂浮式基座的設計10
2.1.2 漂浮式平板衛星天線的接收子系統11
2.1.3 漂浮式平板衛星天線系統的性能指標13
2.1.4 漂浮式平板衛星天線的半實物仿真平臺14
2.2 漂浮式衛星天線的靜力學研究15
2.2.1 浮性16
2.2.2 穩性19
2.2.3 抗沉性25
2.3 漂浮式衛星天線伺服系統的動態響應研究25
2.3.1 海洋湧浪25
2.3.2 海浪波能譜27
2.3.3 漂浮式衛星天線的漂浮運動28
2.3.4 漂浮式衛星天線橫搖運動29
2.4 漂浮式衛星天線的姿態控制32
2.4.1 天線姿態32
2.4.2 天線姿態角間耦合性34
2.4.3 天線姿態變化對通信影響的研究37
2.4.4 橫滾角動態補償方法41
2.4.5 天線初始尋星策略的改進42
2.4.6 天線姿態的自動控制50
第3章 局域位置預測的天線姿態控制53
3.1 時間序列的局域混沌預測53
3.1.1 時間序列及其應用53
3.1.2 混沌預測56
3.1.3 一種改進的時間序列局域預測法57
3.2 天線方位的局域預測控制58
3.2.1 漂浮式衛星天線位置預測58
3.2.2 位置局域預測的天線方位PID控制63
3.2.3 位置局域預測的天線方位PID控制仿真研究68
3.3 天線方位伺服控制的免疫PID控制器73
3.3.1 人工免疫系統73
3.3.2 免疫反饋控制器74
3.3.3 天線方位伺服控制的免疫PID控制器76
第4章 天線姿態控制的自抗擾控制器80
4.1 自抗擾控制80
4.1.1 跟蹤微分器81
4.1.2 擴張狀態觀測器84
4.1.3 非線性狀態誤差反饋控制律87
4.2 天線俯仰系統控制的自抗擾控制器88
4.2.1 漂浮式天線系統的自抗擾控制器89
4.2.2 天線俯仰伺服系統位置環自抗擾控制器89
4.2.3 天線俯仰伺服系統速度環自抗擾控制器90
4.2.4 天線俯仰伺服雙環控制器的仿真研究100
4.2.5 天線俯仰伺服雙環控制器的半實物仿真研究106
4.3 天線姿態跟蹤的自抗擾解耦控制器107
4.3.1 漂浮式衛星天線姿態調整的三軸伺服系統107
4.3.2 漂浮式衛星天線的自抗擾解耦控制器113
第5章 天線姿態控制的非光滑控制器118
5.1 一種新的非光滑控制器118
5.1.1 非光滑控制118
5.1.2 一種新的非光滑控制器122
5.1.3 新的非光滑控制器的穩定性研究123
5.1.4 新非光滑控制器的性能126
5.2 天線姿態控制的非光滑輸出反饋控制器133
5.2.1 漂浮式天線方位系統控制的非光滑輸出反饋複合控制器134
5.2.2 漂浮式衛星天線方位伺服非光滑輸出反饋控制器的仿真研究135
5.3 天線姿態控制的非光滑前饋控制器139
5.3.1 漂浮式天線方位系統非光滑前饋控制器140
5.3.2 漂浮式衛星天線姿態控制的非光滑前饋複合控制器143
5.4 天線姿態控制的非光滑PID控制器146
5.4.1 非光滑PD控制器147
5.4.2 非光滑PI控制器148
5.5 天線姿態非光滑控制的仿真研究149
5.5.1 非光滑複合控制器的MATLAB仿真研究149
5.5.2 非光滑複合控制器的半實物仿真研究153
參考文獻156
前言
第1章 緒論1
1.1 動載天線的研究現狀1
1.1.1 動載式天線產品概述1
1.1.2 天線板2
1.1.3 慣性導航3
1.1.4 自動跟蹤衛星技術5
1.1.5 伺服控制策略6
1.1.6 船艦載衛星天線7
1.2 研究背景及意義8
1.3 本書內容9
第2章 漂浮式平板衛星通信天線系統10
2.1 漂浮式衛星天線系統的設計10
2.1.1 漂浮式基座的設計10
2.1.2 漂浮式平板衛星天線的接收子系統11
2.1.3 漂浮式平板衛星天線系統的性能指標13
2.1.4 漂浮式平板衛星天線的半實物仿真平臺14
2.2 漂浮式衛星天線的靜力學研究15
2.2.1 浮性16
2.2.2 穩性19
2.2.3 抗沉性25
2.3 漂浮式衛星天線伺服系統的動態響應研究25
2.3.1 海洋湧浪25
2.3.2 海浪波能譜27
2.3.3 漂浮式衛星天線的漂浮運動28
2.3.4 漂浮式衛星天線橫搖運動29
2.4 漂浮式衛星天線的姿態控制32
2.4.1 天線姿態32
2.4.2 天線姿態角間耦合性34
2.4.3 天線姿態變化對通信影響的研究37
2.4.4 橫滾角動態補償方法41
2.4.5 天線初始尋星策略的改進42
2.4.6 天線姿態的自動控制50
第3章 局域位置預測的天線姿態控制53
3.1 時間序列的局域混沌預測53
3.1.1 時間序列及其應用53
3.1.2 混沌預測56
3.1.3 一種改進的時間序列局域預測法57
3.2 天線方位的局域預測控制58
3.2.1 漂浮式衛星天線位置預測58
3.2.2 位置局域預測的天線方位PID控制63
3.2.3 位置局域預測的天線方位PID控制仿真研究68
3.3 天線方位伺服控制的免疫PID控制器73
3.3.1 人工免疫系統73
3.3.2 免疫反饋控制器74
3.3.3 天線方位伺服控制的免疫PID控制器76
第4章 天線姿態控制的自抗擾控制器80
4.1 自抗擾控制80
4.1.1 跟蹤微分器81
4.1.2 擴張狀態觀測器84
4.1.3 非線性狀態誤差反饋控制律87
4.2 天線俯仰系統控制的自抗擾控制器88
4.2.1 漂浮式天線系統的自抗擾控制器89
4.2.2 天線俯仰伺服系統位置環自抗擾控制器89
4.2.3 天線俯仰伺服系統速度環自抗擾控制器90
4.2.4 天線俯仰伺服雙環控制器的仿真研究100
4.2.5 天線俯仰伺服雙環控制器的半實物仿真研究106
4.3 天線姿態跟蹤的自抗擾解耦控制器107
4.3.1 漂浮式衛星天線姿態調整的三軸伺服系統107
4.3.2 漂浮式衛星天線的自抗擾解耦控制器113
第5章 天線姿態控制的非光滑控制器118
5.1 一種新的非光滑控制器118
5.1.1 非光滑控制118
5.1.2 一種新的非光滑控制器122
5.1.3 新的非光滑控制器的穩定性研究123
5.1.4 新非光滑控制器的性能126
5.2 天線姿態控制的非光滑輸出反饋控制器133
5.2.1 漂浮式天線方位系統控制的非光滑輸出反饋複合控制器134
5.2.2 漂浮式衛星天線方位伺服非光滑輸出反饋控制器的仿真研究135
5.3 天線姿態控制的非光滑前饋控制器139
5.3.1 漂浮式天線方位系統非光滑前饋控制器140
5.3.2 漂浮式衛星天線姿態控制的非光滑前饋複合控制器143
5.4 天線姿態控制的非光滑PID控制器146
5.4.1 非光滑PD控制器147
5.4.2 非光滑PI控制器148
5.5 天線姿態非光滑控制的仿真研究149
5.5.1 非光滑複合控制器的MATLAB仿真研究149
5.5.2 非光滑複合控制器的半實物仿真研究153
參考文獻156
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