船載通信天線控制系統的穩定設計
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依據完全不變性原理，當(1+F(S)K2W2)ωf，即F(s)=-1／K2W2時，實現對船搖擾動的完全隔離，即滿足這個條件時，不論擾動量ωf為多大，對輸出無影響。可是，速度回路K2W2中含有積分環節、慣性環節、二階環節，如果要實現完全的不變性，必然F(S)中要具有許多個微分環節，這樣F(S)的輸出將充滿噪聲，使系統根本無法工作。但是實現局部的不變性是可能的。即用低階微分代替高階微分，并使其系數滿足某種條件，從而滿足系統精度的要求。
實際使用中，合理選擇前饋補償系數，使前饋回路最大化的消除當前擾動，在此基礎上結合環路的跟隨能力，有效的消除視軸的偏差，實現高精度跟蹤。因此，前饋回路起到粗調節的作用，而位置跟蹤回路則可稱為精調節。
2．3 工程應用
2．3．1 安裝與測量
采用3個速率陀螺測量出因船體搖擺引起的附加在方位軸、橫傾軸和俯仰軸方向的速度，用于開環補償。
俯仰陀螺安裝在方位轉臺上，敏感軸與天線的俯仰軸平行，陀螺隨方位軸運動，敏感不到方位軸的旋轉、俯仰軸的旋轉、船體的航向速率等，它敏感的是船體的橫搖、縱搖速率，如式(2)所示，可直接對俯仰軸進行開環前饋補償。
分析橫傾軸的擾動(式(3))和方位軸的擾動(式(4))，無法用一只陀螺直接測量到，可用間接的方法獲得。用2只陀螺分別測量cosAωy+s-inAωp和ωh，根據俯仰角E用數學的方法得到式(3)和式(4)。這樣，測量ωh分量的速率陀螺安裝在方位底座(不隨方位軸轉動)，其敏感軸與方位軸平行，輸出主要為船體的航向速率信息。測量cosAωy+sinAωp分量的速率陀螺安裝在方位轉盤上(隨方位軸轉動)，其敏感軸與橫傾軸平行。
2．3．2 測試與分析
某船載三軸天線控制系統采用抗擾動設計。在海上進行搖擺實驗，在典型海況參數(搖擺振幅±6°，搖擺周期12s)下。天線指向衛星自跟蹤，轉動船的航向，使船升搖時測量俯仰軸的船搖隔離度。這時天線方位角轉至90°或270°；測量橫傾軸的船搖隔離度，使天線方位角轉至0°或180°。隔離度測試結果如圖3所示。圖中，曲線系列1表示加前饋跟蹤數據；曲線系列2表示無前饋跟蹤數據。測試結果為：船搖隔離度為46．4 dB；跟蹤精度為0．031°。由以上數據分析，可以得出開環補償方案完全滿足系統設計的性能指標要求。本文引用地址：http://www.104case.com/article/157162.htm
3 結束語
前饋補償并未改變原閉環系統的極點和閉環零點。因此，不會影響系統的伺服帶寬和穩定性。工程使用時融合了前饋補償和反饋控制的應用，在保證功能、性能的同時，簡化系統、提高設備的可靠性和使用壽命，實際使用效果顯著。
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