【摘 要】
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为了满足地基大口径望远镜精密稳像系统的需求,对大口径快摆镜(FSM)的控制方法进行了研究.为了解决三促动器FSM的运动解耦为系统辨识带来的困难,通过解析法和系统辨识法相结
【机 构】
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中国科学院国家天文台南京天文光学技术研究所,江苏南京210042;中国科学院天文光学技术重点实验室(南京天文光学技术研究所),江苏南京210042;中国科学院大学,北京100049;中国科学院国家天文
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为了满足地基大口径望远镜精密稳像系统的需求,对大口径快摆镜(FSM)的控制方法进行了研究.为了解决三促动器FSM的运动解耦为系统辨识带来的困难,通过解析法和系统辨识法相结合建立了FSM的传递函数模型.依据该模型,设计了PID控制器与模型预测控制器(MPC),采用仿真和实验两种方式比较了两种控制器的效果.仿真结果表明,在受到阶跃扰动后,MPC控制器的恢复速度是PID控制器的45倍.在50 Hz正弦信号下,由于FSM的大惯量特点,PID控制器有严重的时滞,而MPC控制器能以1.224×10-6″的误差稳定跟随.在噪声抑制方面,对实时加入10％幅值噪声的随机信号,MPC控制器的噪声抑制效果是PID控制器的13.3倍.实验结果表明,MPC控制器能以0.430″的误差稳定跟随50 Hz正弦信号,其跟踪精度是PID控制器的3.212倍,采用MPC控制器的快摆镜能满足快摆镜高带宽和高精度的需求.
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