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1、第19卷第6期系統(tǒng)仿真學(xué)報?Vol.19No.62007年3月JournalofSystemSimulationMar.,2007基于自適應(yīng)滑模變結(jié)構(gòu)的衛(wèi)星天線指向伺服控制系統(tǒng)設(shè)計余創(chuàng)，劉向東（北京理工大學(xué)信息科學(xué)技術(shù)學(xué)院自動控制系,北京100081）摘要:將自適應(yīng)滑模變結(jié)構(gòu)方法應(yīng)用于衛(wèi)星天線跟蹤指向控制伺服系統(tǒng)。電流環(huán)采用電壓空間矢量脈寬調(diào)制技術(shù)驅(qū)動永磁同步伺服電機(jī)，位置環(huán)采用自適應(yīng)滑模變結(jié)構(gòu)控制，通過自適應(yīng)方法調(diào)節(jié)控制器中等效輸出控制量部分，以減小外部干擾和自身參數(shù)變化對系統(tǒng)的影響，提高伺服系統(tǒng)的魯棒性。仿真結(jié)果表明伺服系統(tǒng)控制性能良好，輸出穩(wěn)定，具有較強(qiáng)的魯棒性。關(guān)鍵
2、詞:衛(wèi)星天線；空間矢量脈寬調(diào)制；自適應(yīng)滑模；變結(jié)構(gòu)控制中圖分類號:TP368文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A文章編號:1004-731X(2007)06-1351-03DesignofSatelliteAntennaPointingServoControlSystemBasedonAdaptiveVariableStructurewithSlidingModelControllerYUChuang,LIUXiang-dong(DepartmentofAutomaticControl,SchoolofInformationScience&Technology,BeijingInstituteo
3、fTechnology,Beijing100081,China)Abstract:Adaptiveslidingmodecontrol(ASMC)methodwasappliedinsatelliteantennatrackingandpointingservosystem.Spacevectorpulsewidthmodulation(SVPWM)techniquewasusedtodrivepermanentmagnetsynchronousmotor(PMSM)incurrentloop.TheexternalpositionloopwasdesignedwithAS
4、MCthattheadaptivemethodwasusedtoregulatetheparametersofequivalentcontrolvariableincontrollerinordertoreducetheoutsidedisturbanceandinsideparameters’affectiononsystem.Thesimulationresultdemonstratesthattheservosystemhasahighcontrolperformance,steadyoutputandstrongrobustness.Keywords:satelli
5、teantenna;spacevectorpulsewidthmodulation;adaptiveslidingmode;variablestructurecontrol測量的速度信號ωn比較，經(jīng)速度調(diào)節(jié)器(ASR)產(chǎn)生坐標(biāo)系q1引言**軸的定子電流參考值i，同時根據(jù)矢量解耦控制令i=0，qd天線是大型航天器，空間站及各種衛(wèi)星接收、發(fā)射信號，經(jīng)電流環(huán)調(diào)節(jié)器(ACR)后進(jìn)行Park逆變換輸出電壓空間矢跟蹤目標(biāo)的重要部件。通常情況下，天線有俯仰和旋轉(zhuǎn)兩個量的α和β軸分量uα和uβ，再通過電壓空間矢量脈寬調(diào)制方向的運動，其運動精度是衡量系統(tǒng)性能的重要指標(biāo)，而天(SVPWM)方法
6、產(chǎn)生脈沖信號控制三相逆變器，從而驅(qū)動線能否正常、平穩(wěn)、高精度地運轉(zhuǎn)直接關(guān)系到航天器的工作PMSM，最后經(jīng)齒輪傳動機(jī)構(gòu)帶動天線運轉(zhuǎn)。其中APR采正常與否。因此，近年來國內(nèi)外廣泛開展了衛(wèi)星天線指向控用了自適應(yīng)滑模控制(ASMC)方法以提高系統(tǒng)的魯棒性。其制伺服系統(tǒng)方面的研究，文獻(xiàn)[1]對衛(wèi)星天線的指向控制策略結(jié)構(gòu)如圖1所示。進(jìn)行了比較研究，文獻(xiàn)[2]采用自適應(yīng)方法控制天線跟蹤指向三閉環(huán)伺服系統(tǒng)采用矢量控制原理，將實際三相電流變系統(tǒng)達(dá)到了良好的控制性能，文獻(xiàn)[3]對通信天線控制系統(tǒng)中換到基于轉(zhuǎn)子磁場定向的旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系dq?軸系上，站在此的抗干擾問題進(jìn)行了深入的介紹與研究。旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系
7、上觀察電機(jī)各物理量，旋轉(zhuǎn)的各空間矢量變成了衛(wèi)星天線的工作環(huán)境是進(jìn)行其驅(qū)動伺服系統(tǒng)設(shè)計時必靜止的標(biāo)量，對標(biāo)量進(jìn)行控制后，再經(jīng)坐標(biāo)反變換成空間矢須首要考慮的因素，外太空的惡劣環(huán)境使得電機(jī)本身的參數(shù)量去控制PMSM，這就是矢量控制的思想?？紤]到電機(jī)多變和負(fù)載特性變化不定，提高天線伺服系統(tǒng)的魯棒性是目前研量、高耦合的非線性數(shù)學(xué)模型，經(jīng)矢量解耦控制后，如式(1)究的熱點。以此實際工程項目為背景，作者開展了星載天線所示的PMSM轉(zhuǎn)矩方程將變成類似于直流電機(jī)的轉(zhuǎn)矩方程，高性能永磁同步電機(jī)(PMSM)伺服系統(tǒng)的研究。從而達(dá)到與直流
