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大口径天线非线性特性动态补偿方法研究
Research on dynamic compensation method for nonlinear characteristics of large aperture antenna

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许谦 1,2 *   侯晓拯 1,2   王娜 1,2  
文摘 非线性特性广泛存在于伺服传动系统的各个环节,对高精度大口径射电望远镜指向与跟踪精度的影响不可忽略.本文针对天线常见的非线性特性展开讨论,分析此类特性对系统造成的负面影响,之后,讨论了常见的非线性补偿方法的优劣.新疆110 m口径全可动射电望远镜(QiTai Radio Telescope, QTT)天线,指向精度要求高,其对设备稳定性、可靠性有着极高要求.本文提出采用非线性动态补偿方法来抑制天线伺服传动系统中的非线性特性,从而降低或消除跟踪、指向动作时的滞后和误差,提高系统稳定性,优化大口径天线的运动性能.非线性动态补偿方法结构简单,鲁棒性强,具有较高的适用性.本文通过计算机仿真与半实物实验结合的方式,模拟大口径天线常见的饱和非线性工况,并以QTT天线作为被控对象验证了该方法的实际补偿效果.最后,讨论了非线性动态补偿法的进一步改进方向.
其他语种文摘 The nonlinear characteristics are widely existed in all aspects of the Servo Drive System. The influence on pointing and tracking accuracy of high precision of large aperture radio telescope cannot be neglected. In this paper, the common nonlinear characteristics are discussed, and the negative effects of these characteristics on the system are analyzed as well as the advantages and disadvantages of common non-linear compensation methods. Xinjiang 110-meter Radio Telescope (QTT) requires high pointing accuracy, which has high requirements for stability and reliability of equipment. Here, a non-linear dynamic compensation method is proposed to prevent the non-linear characteristics of antenna Servo Drive System, so as to reduce or eliminate the lag and error of tracking and pointing, improve the stability of the system and optimize the motion performance of large aperture antenna. Nonlinear dynamic compensation method has simple structure, strong robustness and high applicability. In this paper, the saturated non-linearity of large aperture antenna is simulated by combining computer simulation with semi-physical platform experiment. The actual compensation effect of the method is verified by taking the QTT antenna to be the controlled object. Finally, the further improvement direction of the non-linear dynamic compensation method is also discussed.
来源 中国科学. 物理学 , 力学, 天文学,2019,49(9):099504 【核心库】
DOI 10.1360/SSPMA-2019-0003
关键词 大口径天线 ; QTT ; 伺服控制 ; 动态非线性补偿 ; 饱和抑制
地址

1. 中国科学院新疆天文台, 乌鲁木齐, 830011  

2. 中国科学院射电天文重点实验室, 中国科学院射电天文重点实验室, 乌鲁木齐, 830011

语种 中文
文献类型 研究性论文
ISSN 1674-7275
学科 天文学;自动化技术、计算机技术
基金 国家重点基础研发计划 ;  国家自然科学基金 ;  中国科学院青年创新促进会项目 ;  新疆维吾尔自治区“天山创新团队计划” ;  新疆维吾尔自治区天池百人计划资助项目
文献收藏号 CSCD:6579474

参考文献 共 16 共1页

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引证文献 2

1 魏善祥 大型双反射面天线指向误差评估算法 天文研究与技术,2020,17(4):513-521
CSCD被引 7

2 李蓉 日照对大型天线反射面面型误差的影响及修正方法 中国科学. 物理学, 力学, 天文学,2024,54(3):239511
CSCD被引 0 次

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