自由空间光通信中快速偏转镜的自适应控制研究

在自由空间光通信中,精跟踪系统中快速偏转镜的跟踪性能决定了整个APT系统的跟踪精度和带宽,是通信成败的关键因素。提出了基于自适应模糊神经网络控制算法,可以实现系统参数在线实时动态调整,通过计算机仿真,模糊神经网络控制算法具有良好的鲁棒性。最后,通过外场1.3 km信标光传输实验,快速偏转镜的跟踪精度达到了2.5μrad。

激光通信精瞄快速偏转镜的偏转控制模型及策略

为了找出一种满足空间激光通信要求的快速偏转镜（FSM）驱动方式，在分析比较目前主要的驱动方式：音圈电机、压电晶体和电磁直接驱动的基础上，选取了电磁直接驱动方式作为FSM系统的控制方法。电磁直接驱动具有调整速度快、重量轻、体积小、耗能少但系统设计与控制复杂的特点。通过建立快速偏转镜机械系统、电磁作用系统传递函数模型，并由外部物理作用模型将机械一电磁系统耦合起来。根据FSM的基本要求和模型控制特点提出了基于电流前馈的角度位置闭环控制策略，仿真对FSM驱动性能进行了全面分析，通过仿真结果验证了建立的模型正确性及控制策略的有效性。

大视场阵列探测器归心算法研究

为了实现空间光通信系统小型化、一体化设计,建立了基于阵列探测器和快速偏转镜的一体化跟踪系统,通过分析阵列探测器的光斑位置检测原理提出了一种归心算法。首先通过设置阈值,设计了光斑不完全覆盖探测器的粗归心策略;然后采用数据库查询的方法完成精归心,最后采用无穷积分法使光斑归至原点附近;通过搭建试验平台验证了算法的正确性和可行性。实验结果表明:跟踪视场可达70.3 mrad,较原算法视场扩大了约3倍,跟踪最大误差优于1.8μrad,为空间光通信系统的进一步工程化应用奠定了基础。