音圈致动快速反射镜的降阶自抗扰控制

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.

关键词：自抗扰控制、音圈致动、快速反射镜、降阶、带宽设计

所属期刊栏目：28

分类号：TP273(自动化技术及设备)

资助基金：科技部国家重点研发计划资助项目No.2017YFB0503001

在线出版日期：2020-06-30（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共10页

页码：1365-1374