[发明专利]一种天线反射器形面自适应控制方法有效

专利信息
申请号: 201911050119.9 申请日: 2019-10-31
公开(公告)号: CN110824918B 公开(公告)日: 2020-09-29
发明(设计)人: 宋祥帅;吴志刚;谭述君;初未萌 申请(专利权)人: 大连理工大学
主分类号: G05B13/04 分类号: G05B13/04;G05B13/02
代理公司: 大连智高专利事务所(特殊普通合伙) 21235 代理人: 盖小静
地址: 116023 辽*** 国省代码: 辽宁;21
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摘要:
搜索关键词: 一种 天线 反射 器形面 自适应 控制 方法
【说明书】:

发明公开了一种天线反射器形面自适应控制方法,具体包括如下步骤:步骤1,设定期望位移zd和需求精度PRMS;步骤2,测量当前形面,计算误差e和形面精度步骤3,判断当前形面精度是否小于设定需求精度PRMS,如果执行步骤2;否则执行步骤4;步骤4,判断当前形面精度是否优于上一步形面精度,如果当前搜索步长βk=βk‑1;否则搜索步长βk=βk‑1/2;步骤5,更新前馈控制器Θk;步骤6,计算输入电压v;步骤7,判断输入电压v是否满足约束条件,如果输入电压v满足约束条件,执行步骤8;如果输入电压不满足约束条件,将超过约束条件的输入电压v强制约束在约束条件边界上;步骤8,加载作动电压并继续执行步骤2;本方法控制精度更高、鲁棒性更好。

技术领域

本发明属于星载天线技术领域,具体说是一种天线反射器形面自适应控制方法。

背景技术

随着遥感、深空探测领域对天线使用频率和增益、系统传输效率的要求越来越高,高精度、大口径星载天线成为主要的发展方向。根据经典的Ruze方程,为了实现天线的高增益,需要天线反射器具有很高的几何精度。研究表明天线反射器表面的均方根误差(root-mean-square,RMS)应小于其工作波长的五十分之一。以海洋监测卫星为例,为了高精度全天候观测海洋表面风场、浪场、流场、台风、海面温度场、海面上空湿度场、大气水汽含量、云中液态水含量、海冰分布、降雨强度等海洋表面要素,我国新一代同步轨道海洋动力监测卫星的核心载荷为同步轨道微波成像探测仪,其最高应用频率为183GHz,这就要求其反射面的RMS应小于32μm。此外,我国新一代微波气象卫星对3m口径425GHz天线也提出了明确的应用需求,这将需要反射面的形面精度更高。然而,天线反射器的制造误差和在轨运行期间的热变形误差是天线最主要的误差来源。尽管在天线设计时充分的考虑了制造误差以及在轨的热变形误差的影响,但仅依靠结构优化设计和地面调整等被动措施很难保证天线的在轨形面精度。因此,主动控制反射器的型面以修正形面误差、提高天线增益是必要的。

在目前的形面控制方法中,大多数采用基于线性模型的开环控制。虽然,基于线性模型的开环控制能够有效的提高反射器的形面精度。然而,对于存在多作动器复杂的反射器结构,由于一些非线性因素的影响,仅采用线性模型开环控制反射器的形面精度很难达到设计要求。

发明内容

针对现有技术中形面精度达不到设计要求问题,本申请提供一种天线反射器形面自适应控制方法。

为实现上述目的,本申请的技术方案为:一种天线反射器形面自适应控制方法,具体包括如下步骤:

步骤1,设定期望位移zd和需求精度PRMS,给反馈控制器G0、前馈控制器Θ0、初始搜索步长β0和初始形面精度赋予初始值;

步骤2,测量当前形面,计算误差e和形面精度

步骤3,判断当前形面精度是否小于设定需求精度PRMS,如果执行步骤2;否则执行步骤4;

步骤4,判断当前形面精度是否小于上一步形面精度,如果当前搜索步长βk=βk-1;否则当前搜索步长βk=βk-1/2;

步骤5,更新前馈控制器Θk

步骤6,计算输入电压v;

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