激光通信用潜望式跟瞄转台伺服系统设计

摘要：

在卫星激光通信的背景下,为了实现潜望式卫星通信终端对大口径地面站发出的目标光束的快速捕获和精确跟踪,需要具有潜望式通信终端伺服系统的跟踪精度高、低速平稳性好的性能.为此,从两个方面来保证潜望式通信终端的跟踪性能,一是设计了基于ARM和FPGA的伺服控制器,建立基础空间矢量控制的三闭环控制策略,二是建立基于潜望式结构的自动跟踪模型.根据永磁同步电机磁场定向控制原理(FOC)和空间矢量控制原理(SVPWM),进行了相关的硬件设计和控制算法设计.另由于潜望式跟踪结构在对目标光束进行跟踪时存在方位轴与俯仰轴的耦合关系,因此需要利用光学矩阵和转轴的旋转矩阵建立潜望式跟踪转台的自动跟踪模型.之后将单轴电机控制系统与自动跟踪模型相结合,实现潜望式通信终端对目标光束的精确跟踪.实验结果证明:本潜望式跟瞄转台伺服控制系统能够满足跟踪精度和低速平稳性的要求,并且根据建立的自动跟踪模型,实现对目标光束的精确跟踪,满足星间激光通信的高精度粗跟踪要求. control system and the automatic tracking model are combined to realize the precise tracking of the target beam by the perimeter communication terminal. The experimental results show that the servo control system of the perimeter tracking and aiming turntable can meet the requirements of tracking accuracy and low speed stability,and according to the estab-lished automatic tracking model;it can achieve accurate tracking of the target beam and meet the requirements of high precision rough tracking of inter-satellite laser communication.

关键词：激光通信、ARM、FPGA、潜望式跟踪转台

所属期刊栏目：42

分类号：TN9291

资助基金：国家自然科学基金重大研究计划91338116

在线出版日期：2020-01-17（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共8页

页码：7-14