快速反射镜恒偏差故障观测器设计

作     者：李智斌 潘嘉男 孙崇尚 吴佳彬 LI Zhi-bin;PAN Jia-nan;SUN Chong-shang;WU Jia-bin

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：国家自然科学基金(No.U23A20336,No.52227811) 山东省自然科学基金(No.ZR2021QF140,No.ZR2021QF117,No.ZR2024MF133) 青岛西海岸新区“一事一议”人才项目资助 

出 版 物：《中国光学(中英文)》 (Chinese Optics)

年 卷 期：2025年第18卷第1期

页      码：121-133页

摘      要：快速反射镜的工作环境一般比较恶劣,容易受到振动冲击、温度变化等影响,导致故障。本文针对最为普遍的恒偏差故障,提出了一种基于线性矩阵不等式(linear matrix inequality,LMI)的故障观测器设计方法,旨在提高故障检测的可靠性,增强快速反射镜的稳定性以及抗干扰能力。首先,采用基于汉克尔(Hankel)矩阵的模型辨识方法得到了考虑耦合效应的两轴快速反射镜模型。然后,建立了快速反射镜系统的故障模型,采用基于LMI的方法对快速反射镜的故障观测器进行设计。最后,通过仿真与实验对该方法进行验证。结果表明,当快速反射镜的两轴发生执行器和传感器恒偏差故障时,基于黎卡提(Riccati)方程的故障观测器只能检测出其中一个轴的故障,基于LMI的故障观测器对X轴能在故障发生后0.1 s内检测出故障,对Y轴能在故障发生后0.06 s内检测出故障。上述结果表明本文设计的LMI故障观测器能够更加准确地实现对快速反射镜的故障检测。

主 题 词：快速反射镜 恒偏差故障 模型辨识 线性矩阵不等式 故障观测器 

学科分类：0810[工学-土木类] 081203[081203] 08[工学] 0835[0835] 0812[工学-测绘类] 

核心收录：

D　O　I：10.37188/CO.2024-0136

馆 藏 号：203157217...