基于卡尔曼滤波器的快速反射镜改进自抗扰控制

作     者：张程鑫 孙崇尚 吴佳彬 张建强 李智斌 Zhang Chengxin;Sun Chongshang;Wu Jiabin;Zhang Jianqiang;Li Zhibin

作者机构：山东科技大学电气与自动化工程学院山东青岛266590 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所吉林长春130033 

基　　金：山东省自然科学基金(ZR2021QF140,ZR2021QF117) 国家自然科学基金(U23A20336,52227811,61933006) 

出 版 物：《中国激光》 (Chinese Journal of Lasers)

年 卷 期：2024年第51卷第13期

页      码：175-183页

摘      要：四象限探测器存在较大测量噪声,严重影响快速反射镜(FSM)的跟踪性能和抗干扰能力。针对四象限探测器快速反射镜的控制问题,提出一种改进型自抗扰控制方法,利用卡尔曼滤波进行噪声滤波,扩张状态观测器负责系统状态和扰动的估计,并将观测出的总扰动加入卡尔曼滤波状态方程。最后,设计零相差跟踪控制器作为前馈控制器,并在dSPACE实验平台上进行控制性能实验与抗干扰能力实验。实验结果表明:改进型自抗扰控制器可以提高FSM的跟踪性能,以100 Hz正弦信号为例,相较于线性自抗扰控制和干扰观测器控制方法,跟踪精度分别提高了20.99%和65.40%;对10 Hz正弦扰动的抑制能力分别提升了35.36%和61.26%。所提改进型自抗扰控制方法可以在存在较大测量噪声的情况下实现对扰动的精确估计和抑制,有效提高FSM的控制性能。

主 题 词：光通信 快速反射镜 自抗扰控制 测量噪声 卡尔曼滤波器 

学科分类：0810[工学-土木类] 070207[070207] 07[理学] 08[工学] 0803[工学-仪器类] 0811[工学-水利类] 0702[理学-物理学类] 

核心收录：

D　O　I：10.3788/CJL231312

馆 藏 号：203128804...