音圈快速反射镜的完全跟踪控制

发布时间：2022-08-02 13:33

　　音圈电机驱动的快速反射镜在传统控制方法下具有严重的相位滞后,限制了其性能。针对这一问题提出了一种完全跟踪控制方法（Perfect Tracking Control,PTC）。首先,建立音圈快速反射镜系统离散状态空间模型,构建多速率采样系统,对长周期采样控制环节设计完全跟踪控制器;然后,对短周期环节设计基于离散滑模变结构控制的内回路补偿控制器。新方法实现了音圈快速反射镜对指令的完全跟踪,并有效补偿了外部扰动、模型不确定性以及机械非线性等因素对系统性能的影响,保证了系统的鲁棒性。实验结果表明:PTC控制实现了系统工作频带的扩展,与传统PID控制相比,系统的阶跃响应调节时间缩短50%,静态位置波动峰峰值减小50%;与基于干扰观测器和零相差跟踪控制器的方法相比,系统的位置稳态误差由1.5%减小到0.05%。采用新方法的音圈快速反射镜对幅值360″的正弦位置指令跟踪的双十带宽达到375 Hz,有效改善动态性能,拓展控制带宽。 

【文章页数】：10 页

【文章目录】：
1 引 言
2 控制对象数学建模
3 控制器设计
    3.1 多速率采样系统
    3.2 长周期控制器设计
    3.3 短周期控制器设计
4 实验与结果
    4.1 实验设置
        4.1.1 静态定位精度测试
        4.1.2 动态性能测试
        4.1.3 系统带宽测试
    4.2 实验结果
        4.2.1 静态定位精度测试
        4.2.2 阶跃响应性能测试
        4.2.3 正弦信号跟踪性能测试
        4.2.4 系统带宽测试
5 结 论


【参考文献】：
期刊论文
[1]快速反射镜研究现状及未来发展[J]. 王震,程雪岷.  应用光学. 2019(03)
[2]基于零相差轨迹控制方法提升快速反射镜性能[J]. 张士涛,张葆,李贤涛,王正玺,田大鹏.  吉林大学学报(工学版). 2018(03)
[3]高精度音圈快速反射镜的自适应鲁棒控制[J]. 李贤涛,张晓沛,毛大鹏,孙敬辉.  光学精密工程. 2017(09)
[4]光刻机工件台直线电机的完全跟踪控制[J]. 陈兴林,刘川,耿长青,徐加彦.  中南大学学报(自然科学版). 2015(09)
[5]模型参考算法在快速反射镜中的应用[J]. 杨东,毛耀,丁科,李志俊.  红外与激光工程. 2013(10)
[6]基于动力学模型的快速反射镜设计[J]. 黑沫,鲁亚飞,张智永,范大鹏,夏年中.  光学精密工程. 2013(01)
[7]FSM在高精度瞄准线稳定系统中的应用研究[J]. 徐飞飞,纪明,解静,牛静,高瑜,胥青青.  应用光学. 2012(01)
[8]飞行仿真转台的完全跟踪控制[J]. 吴云洁,田大鹏,刘佑民.  控制理论与应用. 2011(03)
[9]高精度电机伺服系统控制综合方法[J]. 田大鹏,吴云洁,刘晓东.  电机与控制学报. 2010(07)

博士论文
[1]音圈式大行程快速反射镜及其视轴稳定技术研究[D]. 张士涛.中国科学院大学(中国科学院长春光学精密机械与物理研究所) 2019
[2]基于柔性机构的快速反射镜研究[D]. 徐宁.中国科学院大学(中国科学院长春光学精密机械与物理研究所) 2018
[3]基于快速反射镜的高精度、宽频带扫描像移补偿技术研究[D]. 孙崇尚.中国科学院研究生院(长春光学精密机械与物理研究所) 2016

硕士论文
[1]双轴光电跟踪转台的完全跟踪控制研究[D]. 程宇龙.北京理工大学 2016
[2]快速反射镜机械结构特性设计问题研究[D]. 鲁亚飞.国防科学技术大学 2009



本文编号：3668617