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海量超高速的光通信将成为未来卫星通信星座的技术基础,空间激光通信技术正处在全面工程实现的前夕。空间光束捕获跟踪对准APT(Acquisition,Pointing and Tracking)技术成为空间光通信链路和网络的核心支撑性技术,目前已成为研究、关注的重点。同时,通信终端的轻型化和小型化、空间链路的可通率和强健性也对APT技术提出了极高的重量体积功耗和可靠性指标要求,是空间光通信研究领域所面临的一大挑战。 本文对星间光通信APT子系统的跟踪控制环路进行研究、分析与设计,在此基础上采用DSP为主芯片,最终实现了跟踪与对准功能。 在系统数学建模的过程中,采用了实验法对部分控制单元的实际特性进行了测试分析得到其数学模型,因此本系统的数学模型更能准确的反映实际跟踪控制系统的动态本质,从而为实际系统的研制提供了合理的理论基础。同时,为了便于系统实现部分的PID参数调整以寻求较为理想的跟踪性能,本文深入分析了PID参数对粗跟踪控制带宽的影响,以及零漂问题的研究,使实际系统的跟踪控制结构尽可能地得到优化。 此外,本文还完成了基于DSP的跟踪控制算法及部分外围接口的软硬件实现及调试,并参与APT子系统与通信子系统的整机联调,测试结果表明,跟踪精度满足所定要求。