采用滑模观测器的机载激光通信视轴精度控制

为了提高机载激光通信系统在机体振动和机械摩擦等扰动下的视轴对准精度,提出了一种基于滑模观测器的反步滑模控制方法。首先建立了机载激光通信系统的数学模型,然后通过设计的滑模观测器对扰动值进行估计,同时针对指令转换模块、激光通信模块和电机模块逐步设计了反步滑模控制律,实现对机载激光通信系统视轴的高精度控制。实验结果表明:提出的方法与分数阶PID控制方法相比突出了更优的快速性和准确性,响应时间仅为0.4 s,最大空间对准误差仅为0.3 m,设计的滑模观测器能够快速、准确地估计出扰动值,响应时间仅为0.3 s,最大估计误差分别仅为0.1 m/s、0.06 (°)/s;和0.07 A/s,大幅提高了机载激光通信系统中视轴的对准精度。

飞机-地面间激光通信天线的初始对准

提出了对飞机-地面间激光通信系统天线视轴进行初始对准的方法。论证了系统的硬件组成和算法原理,对实验数据进行了分析。应用GPS、INS等器件测定通信双方的位置、姿态等参数,通过坐标转换矩阵解算了通信双方互指的方位角和俯仰角。给出了距离为12.5 km两个通信点上的模拟初始对准实验数据,实现了视轴初始对准,确定了捕获不确定区域大小为35 mrad。实验表明,该系统可实现通信视轴初始对准,为天线扫描打下基础。