基于混合灵敏度的空间望远镜次镜调整机构鲁棒控制

摘要：

次镜调整机构作为空间望远镜主动光学调整的核心组件,为实现在轨实时快速调整,其调整精度和动态性能均有比较严格的要求.机构常采用Stewart平台结构形式,基于逆运动学模型和关节空间PID控制相结合的方法,由于受到模型的非线性和不确定性、扰动及耦合的影响,难以取得较为满意的效果.为解决该问题,从机电动力学模型出发,将平台各支杆间耦合因素表征为外部干扰,建立了互相解耦的关节机电模型.依据模型辨识结果采用乘性不确定性描述模型摄动,依据模型误差界和性能指标要求设计混合灵敏度加权函数.针对虚轴极点问题,采用扩展H∞方法,将复杂动力学系统的控制器设计问题转化为堆叠S/T/KS混合灵敏度问题.在Matlab中求解得到鲁棒控制器,并在DSP中完成数字算法实现.仿真分析及试验结果表明,鲁棒控制器具有更好的鲁棒性、扰动抑制性能和动态特性,能够满足空间应用的可靠性需求.

关键词：空间望远镜、Stewart平台、主动光学、鲁棒H∞控制、混合灵敏度

所属期刊栏目：26

分类号：TH691.9(专用机械与设备)

资助基金：国家自然科学基金青年科学基金资助项目11703027

在线出版日期：2018-07-11（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共11页

页码：1113-1123