天線和望遠鏡的建模與控制

Wodek Gawronski著

這是一本專門寫給控制系統(tǒng)、結(jié)構(gòu)動力學和光學的工程師及學生的書,它介紹了作者的研究經(jīng)驗和實地經(jīng)驗,對運動控制和機械電子學進行了研究。

本書共有13章。1.引言,向讀者展示了一些天線和望遠鏡,簡單描述了天線控制系統(tǒng),給出了部分關(guān)于天線機械和控制工程的參考文獻;2M5.建模。2.描述了天線的分析模型,包括它的結(jié)構(gòu)(有限元模型)和驅(qū)動(如發(fā)動機、減速器和放大器等),該模型在天線的設計階段是非常有用的;3.通過場測試數(shù)據(jù)導出速度環(huán)模型的過程。它包括天線的白噪聲測試、測試條件、輸入輸出信號、開環(huán)和閉環(huán)測試、儀器安排、系統(tǒng)識別測試等,也包括對數(shù)據(jù)描述和數(shù)據(jù)處理的分析背景。其次,探討了天線模型性能與其海拔位置和拋物面直徑的關(guān)系,最后將分析模型與辨識模型進行比較;4.給出了減少狀態(tài)變量數(shù)目的方法,如平衡的模態(tài)模型減少方法、剛體模式的系統(tǒng)的減少方法等。風是天線和望遠鏡的主要干擾源;5.穩(wěn)態(tài)風模型和陣風模型。其中穩(wěn)態(tài)模型是從不同的偏轉(zhuǎn)角和天線海拔位置的風洞數(shù)據(jù)中得到的,而陣風模型包括了作用于天線拋物面的強度、驅(qū)動上的風力矩以及速度環(huán)上的速度輸入風擾動等。6M13章.控制。6.應用于控制器調(diào)整過程的性能指標,在調(diào)整之前要將對象模型(即天線速度環(huán)模型)進行轉(zhuǎn)換和放大,使得調(diào)整更為直接,分析更具有說明性;7.簡單天線和簡單控制器的分析;8將簡單系統(tǒng)擴展到實際天線和復雜控制器,介紹LQG控制器;9. 控制器的調(diào)整過程;10.回答了以下問題:在什么情況下需要速度環(huán)路?當速度反饋被移除后天線的指向性能會下降嗎?為什么?11.導致天線非線性性能的三個主要原因:速度和加速度限制、干摩擦、回差,速度和加速度的限制可以通過控制預處理器或者利用抗飽和技術(shù)加以中和;當天線陷于低速時,摩擦模型和抖動將被用到;給出回差模型,分析了具有反抗轉(zhuǎn)矩的天線性能;12.射頻波束位置的檢測和控制以及如何檢測和控制該波束來最小化指向誤差,給出了兩種技術(shù)來控制射頻波束位置:單脈沖和;13.一個開環(huán)RF波束控制:利用查表法來修正對RF波束位置產(chǎn)生影響的不均勻方位角軌跡。

作者Wodek Gawronski任職于加州理工學院的噴氣推進實驗室,作者的另外三本著作分別為2004年出版的《先進的結(jié)構(gòu)動力學和結(jié)構(gòu)主動控制》,1998年出版的《動力學和結(jié)構(gòu)控制:一種模態(tài)方法》和1996年出版的《柔性結(jié)構(gòu)的平衡控制》。

鄒易清,碩士

(中國科學院高能物理研究所)