Page 26 - 网络电信2023年3月刊
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图2 X轴光斑跟踪曲线效果图 图3 光斑质心坐标分布效果图
表1 三种系统MSE数据表
由图2、图3可知,应用文献[7]系统跟踪时,光斑有很大的
抖 动幅度, x轴坐标偏移最大偏移203.2μrad,应用文文献 [8]
系统跟踪时,x 轴坐标偏移最大偏移为18.94μrad,光斑抖动幅
度大幅度变小,而采用本文系统跟踪的x轴坐标偏移最大偏移为
9.32μrad,且光斑抖动幅度较小,效果明显优于文献[8]系统,实 根据图4的数据对比图整理出了各频率下的三种系统的跟踪
验证明,本系统具有良好的光斑抖动补偿效果。 像素误差值,结果如表2所示。
为验证本系统的稳定性,分别采用不同频率下的抖动均方差 综合图4和表2可知,不同频率下,本系统所跟踪到的像素误
值(MSE) 作为指标进行评估,三种系统MSE 数据如表1所示。 差值为±6,误差值较小,说明本系统可实时、精准采集振动频
由表1可知,在频率为由20Hz增加到100Hz的条件下,三种系 谱,有效实现外部扰动的超前抑制,有效提高信标光抖动稳定性,
统对振动频谱的补偿跟踪MSE逐渐增加,当频率大小为100Hz时, 继而提高光通信信号跟踪精度。
本系统的跟踪MSE仅为18.8μrad, 相比两种对比系统分别减少
12.7μrad、9.7μrad,实验结果表明,在不同频率下,本文系统 四、结论
的跟踪抖动 MSE 均较小,具备较好的跟踪稳定性。 针对空间光通信系统存在的精跟踪非常复杂,不易捕捉对象
为了更直观地表达不同频率下三种系统跟踪效果,采用三种 参数模型等现象,提出了基于模糊数学理论的光通信信号跟踪系
系统在 10 Hz、50 Hz、100 Hz 及 150 Hz的频率下进行扰动跟 统,采用基于前馈补偿的 PID模糊控制算法,可有效实现外部扰
踪,前部分采用文献[7]系统跟踪,中间部分采用文献[8]系统跟 动的超前抑制,通过 2. 2 km 通信距离的跟踪实验表明,本系统
踪,后部分为本系统跟踪,衡量信标光抖动采集的数据以及抖动 对抑制光斑的抖动具有更好的补偿效果,能够较好地实现信标光
移植后的精跟踪残差,具体如图4所示。 跟踪,本系统对于光通信信号跟踪具有良好的适用性。
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