船载通信天线控制系统的稳定设计
由图l(a)可得：
当A=0°时，纵摇速度为ωp=0，只有横摇量ωy；当A=90°时，横摇速度为ωy=0，只有纵摇量ωp。在天线主动驱动和载体扰动的共同作用下，天线各轴的总的旋转速度为：
式(2)～式(4)是船体三维扰动在天线三轴上的反映，伺服控制系统可以采用开环补偿消除其对天线跟踪的影响。式(5)～式(7)是天线三轴在惯性空间总的转动信息，伺服控制系统可以采用闭环方式消除其对天线跟踪的影响。因此，设法正确测量出这些信息，并采取合适的控制模式，抑制扰动使天线快速、稳定跟踪目标是伺服系统抗扰动设计的核心。
2 抗扰动设计
船摇扰动是作为一种干扰信号引入伺服系统，稳定控制的原理就是检测这种干扰，采取闭环或开环方式降低或消除其影响。扰动隔离方法主要有：速率陀螺前馈补偿、速率陀螺反馈控制、复合控制等方法。由于陀螺闭环控制本质上是误差调整方式。陀螺测量出的是综合扰动信息，无法区分扰动信息分量和随动信息分量。所以陀螺环路在对扰动信息进行抑制的同时，也对天线的主动运动进行动态抑制，降低了系
统的响应速度，同时使系统的稳定性变差。相对而言，前馈补偿是开环调整方式，测量出的就是扰动信息，把此信息加入速度环的输入端，使天线轴以与船摇相反的速度转动，起到补偿作用。同时，由于不改变跟踪环路的结构和参数，使系统的带宽不受影响、环路的稳定性好。
2．1 补偿原理
前馈补偿的方法是使天线向与扰动相反的方向转动，以克服扰动的影响。依据上述三维扰动在天线三轴上的反映，合理设计陀螺的安装位置，使之感应出船摇引起的天线三轴相对于惯性空间的运动速度，把这种运动速度作为对天线的扰动，加入速度环的输入端，使天线轴转动与船摇方向相反、大小相等的速度量，起到抑制作用。
2．2 控制实现
天线跟踪设备的三轴稳定控制采用测速机作为速度反馈，编码器作为位置反馈，并将船摇扰动经速率陀螺检测前馈于速度回路。工作原理框图如图2所示。本文引用地址：//m.amcfsurvey.com/article/157162.htm
图2中，K1W1为位置回路校正控制传递函数；K2W2为速度回路闭环传递函数，F(S)为补偿通道传递函数，系统传递函数为：
由式(8)可知：回路跟随能力是由
项决定，而船摇扰动消除能力由
项决定。从第二项可以看出消除船摇扰动的电机驱动角速度量由两部分组成，一是惯性空间中视轴被扰动的当前角速度(目标静止)。二是由补偿回路给出的当前时刻扰动量通过速度回路给出的电机驱动角速度。
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