高精度低耦合刚度大惯量扫描镜控制技术研究

发布时间：2024-04-24 19:18

　　空间光学遥感器在对探测目标进行扫描成像时,为获得高质量的成像数据,内部扫描镜运动控制系统需要具备优异的动态控制精度,能够实现稳定精确的摆动扫描。为满足不断提高的遥感精度指标要求,需要不断提高扫描镜运动控制系统的控制精度。在一般的光机扫描系统中,因光学遥感器光学孔径设计的需要,会设计较大尺寸的扫描镜,使得转动惯量较大。同时为保证扫描镜具有很好的面形精度,驱动电机转子、传动连接轴和扫描镜之间的耦合刚度不能设置太高。这两个因素使得系统运行时传动轴因刚度不足而发生较大的弹性形变,易产生机械谐振。如果简单地通过提高系统控制器的增益来获得更好的控制性能,引起的机械谐振使得扫描镜摆动时更容易失控,整个系统控制性能的提高也将受到限制。在光学遥感器的研制要求中,对高控制性能扫描镜系统的指标要求在不断提高,采用经典控制理论方法设计此类低耦合刚度的大惯量扫描镜控制系统将难以克服机械谐振对系统控制性能的限制。本课题将采用现代控制理论中观测器和状态反馈的设计方法对这类扫描镜控制系统进行优化,抑制系统运行时存在的机械谐振,同时提高系统的控制性能。本文将分别从系统控制对象的分析、优化控制方法的提出、控制系统的设计与...

【文章页数】：132 页

【学位级别】：博士

【部分图文】：

图2.20各计算频率下系统开环bode图

第2章控制对象建模分析及加速度观测器方法33位、26位和30位。图2.19不同位置传感器分辨率下观测的加速度Figure2.19Observedaccelerationunderdifferentanglesensorresolution从图中可以看到，当传感器的分辨率较低时，观....

图3.6CLARK变换示意图

高精度低耦合刚度大惯量扫描镜控制技术研究42这就是CLARK变换，将其记为Tclark。通过上述分析，可知通过CLARK变换可以将三相永磁同步电机各参数从三轴坐标系转换到两轴坐标系中。图3.6CLARK变换示意图Figure3.6Thediagramofclarktransfro....

图3.8PARK变换示意图

第3章低耦合刚度大惯量扫描镜系统控制器技术路线43磁体转子的励磁磁链方向，再取超前d轴90°的轴线作为q轴。此时dq轴坐标随电机转子一起转动，其中θe为电机转过的电角度，如图3.7所示。可以发现，αβ坐标系与dq坐标系类似，只是中间相差一个旋转电角度θe，将αβ两相静止坐标系变换....

图3.20Kvfr对响应速度和直流刚度的影响

高精度低耦合刚度大惯量扫描镜控制技术研究54vfrKviKKvp+++cmdfbcmdI1s图3.19PDFF控制器结构图Figure3.19ControllerstructurediagramofPDFF控制器的输出表达式为：(())cmdvicmdfbvfrcmdfbvpI=....

本文编号：3963399