空间光学遥感器扫描控制系统设计

发布时间：2018-06-26 14:52

  本文选题：光学遥感器 + 空间扫描镜　； 参考：《光学精密工程》2014年02期

【摘要】：研究了正弦波永磁同步电机驱动的空间光学遥感器扫描控制系统。采用复合控制与微分负反馈相结合的控制策略,实现了扫描镜的低速高精度往复运动。分析了扫描镜运动的数学模型,建立了d-q坐标系下的永磁同步电机数学模型;采用id=0矢量控制策略,在MATLAB/SIMULINK环境下搭建了基于空间矢量脉宽调制技术的控制系统仿真模型,设计了电流环、速度环和位置环调节器,给出了仿真结果。实验验证显示:采用复合控制后,仿真得到恒速运行的平均速度误差由1.27%优化到0.92%,扫描镜在恒速扫描过程中稳态平均角速度误差为2.06%,满足扫描镜系统速度精度优于5%的设计要求。理论分析、仿真和实验证明:该控制方法能够较好地改善控制系统的动态特性,具有调节时间短、超调小和动态响应准确等优点。
[Abstract]:The scanning control system of space optical remote sensor driven by sinusoidal permanent magnet synchronous motor (PMSM) is studied. The combined control strategy of compound control and differential negative feedback is used to realize the low speed and high precision reciprocating motion of scanning mirror. The mathematical model of scanning mirror motion is analyzed, and the mathematical model of permanent magnet synchronous motor in d-q coordinate system is established, and the simulation model of control system based on space vector pulse width modulation is built by using id=0 vector control strategy and MATLAB / Simulink environment. The current loop, speed loop and position loop regulator are designed, and the simulation results are given. The experimental results show that: after adopting compound control, The simulation results show that the average velocity error of constant speed operation is optimized from 1.27% to 0.92.The steady average angular velocity error of scanning mirror in constant speed scanning process is 2.06, which meets the design requirements of scanning mirror system speed accuracy better than 5%. Theoretical analysis, simulation and experiments show that the control method can improve the dynamic characteristics of the control system, and has the advantages of short adjustment time, small overshoot and accurate dynamic response.
【作者单位】： 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所;中国科学院大学;
【基金】：吉林省科技发展计划资助项目(No.20090311) 中科院科技创新基金资助项目(No.201204)
【分类号】：TM341;TP732

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前9条

1 贾英宏;徐世杰;陈统;;航天器扫描镜成像位置误差补偿技术[J];北京航空航天大学学报;2012年02期

2 夏加宽;盛丽君;刘纯江;;直接驱动环形永磁力矩电机低速齿槽转矩脉动补偿研究[J];电气技术;2009年03期

3 陈茂胜;金光;安源;武俊峰;张刘;曲宏松;;采用自适应PI控制的单框架控制力矩陀螺角动量飞轮系统的设计[J];光学精密工程;2011年05期

4 汪逸群;刘伟;颜昌翔;贾平;;成像光谱仪运动补偿扫描镜的研制[J];光学精密工程;2011年11期

5 汪逸群;颜昌翔;贾平;;成像光谱仪扫描镜运动准确度测量[J];光子学报;2012年02期

6 陈茂胜;金光;张涛;戴路;朴永杰;周美丽;曲宏松;;积分反馈自抗扰控制力矩陀螺框架伺服系统设计[J];光学精密工程;2012年11期

7 朱钰;付晶;韩昌佩;;基于TSC695-FPGA架构的空间扫描运动控制系统设计[J];科学技术与工程;2012年20期

8 褚立新;林辉;;空间变速扫描用高精度永磁同步电动机伺服系统仿真研究[J];微电机;2009年06期

9 李淑英;周世椿;;指向镜控制系统的建模与设计(英文)[J];中国科学院研究生院学报;2010年01期

中国博士学位论文全文数据库 前1条

1 许振伟;永磁交流伺服系统及其控制策略研究[D];浙江大学;2003年

【共引文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 陈雪芹;耿云海;王峰;李冬柏;;敏捷小卫星对地凝视姿态跟踪控制[J];光学精密工程;2012年05期

2 许泽伟;胡玉娥;李书臣;;PMSM的基于神经网络非线性预测控制[J];贵州大学学报(自然科学版);2008年04期

3 徐逢秋;许贤泽;乐意;李忠兵;;基于模糊控制的快速自动安平激光扫平仪[J];光学精密工程;2012年08期

4 王丽娟;;一种空间相机次镜热控罩设计与分析[J];光学仪器;2012年04期

5 陈茂胜;金光;张涛;戴路;朴永杰;周美丽;曲宏松;;积分反馈自抗扰控制力矩陀螺框架伺服系统设计[J];光学精密工程;2012年11期

6 崔永鹏;何欣;张凯;;采用三点定位原理的反射镜支撑结构设计[J];光学仪器;2012年06期

7 胡春晖;颜昌翔;邵建兵;;指向镜低频正弦振动下遥感器图像的畸变及校正[J];光学学报;2013年04期

8 王洋;颜昌翔;张达;汪逸群;高志良;刘栋斌;;非接触式指向反射镜检测系统的误差分析[J];光学学报;2013年10期

9 罗勇军;牟同升;;基于成像方法LED有效辐亮度测量系统设计[J];光子学报;2013年12期

10 张f^;李德燕;王洪波;李立京;;数字闭环加速度计的带宽测试[J];光学精密工程;2014年01期

中国重要会议论文全文数据库 前1条

1 陈茂胜;金光;;自抗扰控制力矩陀螺框架角位置伺服系统设计[A];中国空间科学学会2013年空间光学与机电技术研讨会会议论文集[C];2013年

中国博士学位论文全文数据库 前10条

1 张红娟;变转速泵控差动缸及低能耗注塑机技术研究[D];太原理工大学;2011年

2 盛义发;城轨牵引内置式永磁同步电机驱动系统效率优化控制方法研究[D];中南大学;2010年

3 王丽梅;基于高频信号注入的永磁同步电动机无位置传感器控制[D];沈阳工业大学;2005年

4 冯仪;数控电动螺旋压力机控制与检测技术研究[D];华中科技大学;2009年

5 孙海军;基于灰色模型永磁无轴承电机无位置传感器控制方法研究[D];沈阳工业大学;2010年

6 宋彦;伺服系统提高速度平稳度的关键技术研究与实现[D];中国科学院研究生院（长春光学精密机械与物理研究所）;2010年

7 陈茂胜;高精度单框架控制力矩陀螺框架伺服系统的设计与研究[D];中国科学院研究生院（长春光学精密机械与物理研究所）;2012年

8 胡春晖;航天高光谱仪光学元件位置误差影响研究[D];中国科学院研究生院（长春光学精密机械与物理研究所）;2013年

9 张明月;滚珠丝杠式电动舵机非线性分析及控制策略研究[D];中国科学院研究生院(长春光学精密机械与物理研究所);2014年

10 王洋;非接触式指向反射镜激光动态测试方法研究[D];中国科学院研究生院(长春光学精密机械与物理研究所);2014年

中国硕士学位论文全文数据库 前10条

1 王文韬;基于死区补偿的永磁同步电动机矢量控制系统研究[D];湖南工业大学;2010年

2 张士赫;PMSM精密伺服工程应用研究[D];哈尔滨理工大学;2010年

3 吴正成;基于等价输入干扰估计器的永磁同步伺服系统的设计与实现[D];江南大学;2011年

4 荆亚楠;直接驱动数控转台伺服系统的二阶滑模控制研究[D];沈阳工业大学;2011年

5 胡小强;一种工程无PG式的电磁减速型PMSM伺服控制及应用[D];杭州电子科技大学;2009年

6 甄帅;大功率永磁同步电机运行谐波分析与抑制方法研究[D];重庆大学;2011年

7 毛迅;永磁同步电机伺服控制器的研究与设计[D];重庆大学;2005年

8 李璇;永磁交流伺服系统的智能PID控制[D];武汉理工大学;2006年

9 张平;遗传神经网络在PMSM控制系统中的应用研究[D];武汉理工大学;2006年

10 常红军;交流传动系统PSpice与Matlab仿真技术的研究[D];河北工业大学;2006年

【二级参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 贾英宏;徐世杰;;地球静止轨道卫星扫描镜运动补偿[J];北京航空航天大学学报;2007年08期

2 郭雪梅;贾宏光;冯长有;;直流无刷电机位置跟踪的模糊PID控制[J];长春理工大学学报(自然科学版);2008年01期

3 于浩;邾继贵;刘常杰;杨学友;;基于DSP的扫描平台电机控制系统[J];传感器与微系统;2011年01期

4 陈冲,齐虹;非线性状态反馈解耦控制的交流数字调速系统[J];电工技术学报;1999年01期

5 刘大勇,李殿璞,曲军;交流变频调速系统的一种通用数字仿真方法[J];电工技术学报;2000年01期

6 庄圣贤,陈永校;基于自适应内模控制的异步电机电流调节[J];电工技术学报;2000年02期

7 乔俊飞,孙雅明,柴天佑;基于模糊预测的自适应控制方法及应用[J];电工技术学报;2000年04期

8 张井岗,刘志运,裴润;交流伺服系统的二自由度内模控制[J];电工技术学报;2002年04期

9 刘承军;张辉;邹继斌;;永磁同步电机齿槽定位力矩补偿[J];电工技术学报;2007年07期

10 钱勇;南树军;刘立恒;周军;;基于模型预估方法补偿扫描镜运动对成像影响分析[J];弹箭与制导学报;2006年03期

中国博士学位论文全文数据库 前1条

1 许振伟;永磁交流伺服系统及其控制策略研究[D];浙江大学;2003年

中国硕士学位论文全文数据库 前1条

1 凌幸华;基于TSC695F的高可靠星载嵌入式系统设计与实现[D];复旦大学;2009年

【相似文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 陈保进,朱q，

本文编号：2070751