音圈致动快速反射镜的降阶自抗扰控制

作     者：黄浦 杨秀丽 修吉宏 李军 李友一 HUANG Pu;YANG Xiu-li;XIU Ji-hong;LI Jun;LI You-yi

作者机构：中国科学院长春光学精密机械与物理研究所中国科学院航空光学成像与测量重点实验室吉林长春130033 空军航空大学吉林长春130022 

基　　金：科技部国家重点研发计划资助项目(No.2017YFB0503001) 

出 版 物：《光学精密工程》 (Optics and Precision Engineering)

年 卷 期：2020年第28卷第6期

页      码：1365-1374页

摘      要：为改善航空光电载荷用音圈致动快速反射镜的控制性能,提出一种降阶自抗扰控制方法。首先,对快速反射镜(Fast Steering Mirror,FSM)模型进行了分析并获取了模型参数。根据自抗扰控制理论,设计了FSM的三阶通用自抗扰控制器。将电涡流传感器的测量结果视为已知,提出降阶扩张状态观测器及其对应的自抗扰控制器设计方法。根据控制器带宽设计思想,推导了对于FSM这类二阶欠阻尼对象的控制律,并给出了加入扰动补偿量的控制律的具体实现形式。实验结果表明,降阶自抗扰控制能明显改善FSM的位置阶跃响应动态性能,能实现无超调与振荡的阶跃响应,稳态时间由11.7 ms提升至9.2 ms,同时能够降低FSM对位置斜坡输入跟踪的稳态误差,并改善其速度响应动态过程,像移补偿稳速时间由10.2 ms提升至7.8 ms,提升约24%。降阶自抗扰控制具有实现简单、运算量小的特点,能够明显提升FSM的动态性能。

主 题 词：自抗扰控制 音圈致动 快速反射镜 降阶 带宽设计 

学科分类：08[工学] 0835[0835] 0802[工学-机械学] 080201[080201] 

核心收录：

D　O　I：10.3788/OPE.20202806.1365

馆 藏 号：203936319...