卫星激光通信粗跟踪系统复合控制策略

针对卫星激光通信粗跟踪系统的跟踪稳定精度指标要求高的特点,建立了基于永磁同步电机直接驱动的粗跟踪系统模型并进行了跟踪稳定误差分析。在采用传统PID控制策略存在跟踪误差较大、动态性能较差等不足的基础上,提出了一种基于粗跟踪系统的改进型前馈复合控制策略。从理论上分析了前馈复合控制策略提高了粗跟踪系统的动态性能,为降低跟踪稳定误差提供了改善方案。地面实验验证结果表明,与传统控制策略相比,改进型复合控制策略极大地降低了系统的动态跟踪误差,动态跟踪误差由606μrad降低至13μrad(1δ)。进一步的在轨实验也验证了改进型复合控制策略的合理性和先进性,总体指标满足了卫星激光通信终端的极高精度要求。本文所提出的控制策略对其他高性能跟踪伺服系统设计也具有较大的借鉴意义。     

重叠局部高斯过程回归

高斯过程是一种函数的分布,在机器学习领域常用于回归.对于n个训练样本,其训练和预测时间复杂度分别为O(n~3)和O(n~2),因此难以应用于大规模数据.针对这个问题,本文基于分治的思想,提出一种简单高效的近似模型,称为"重叠局部高斯过程".本文方法假设随机变量在给定邻近变量的值后,会与距离较远的变量条件独立.首先将训练样本集递归划分,构建一棵三叉树,其中兄弟节点包含的样本存在交集,交集中的样本起到诱导点的作用,可构建相邻区域的依赖关系.然后利用每个叶子结点所包含的样本建立局部的高斯过程回归模型,在当前假设下,每个父节点的边缘似然和预测分布可通过组合其子节点的计算结果来近似,从而降低计算量.同时,这种组合方式可保证拟合的函数是连续的.理论分析表明,对于n个训练样本,近似模型训练和预测的时间复杂度均为O(n~t),其中t与交集的大小相关,通常介于1与2之间.此外通过在公共数据集上的实验对比也验证了本文近似模型的有效性.     

PMSM稳速控制系统中电流环控制策略研究

针对永磁同步电机稳速控制系统对电流环的快速性和准确性的要求,通过分别建立基于dq坐标系电流反馈的电流环和基于相电流反馈的电流环的数学模型,对两类电流环的动态特性和稳态误差进行了理论分析,并分别进行了仿真与实验。结果表明:相电流反馈的电流环具有更好的快速性,但其准确性存在随转速增加而降低的弱点,使其在稳速控制中更适合于转速较低且反电势对电流环准确性影响较小的应用场合;dq坐标系电流反馈的电流环快速性稍差,但其具有良好的准确性且不随转速变化而发生改变,使其在稳速控制中更适合于转速较高且反电势对相电流反馈的电流环的准确性影响较大的应用场合。