高精度低连接刚度大惯量扫描镜控制系统设计

作     者：闵溢龙 王淦泉 MIN Yi-long;WANG Gan-quan

作者机构：中国科学院大学北京100049 中国科学院上海技术物理研究所上海200083 中国科学院红外探测与成像技术重点实验室上海200083 

出 版 物：《宇航学报》 (Journal of Astronautics)

年 卷 期：2021年第42卷第2期

页      面：220-229页

核心收录：

学科分类：0711[理学-系统科学] 07[理学] 08[工学] 081104[工学-模式识别与智能系统] 070601[理学-气象学] 0706[理学-大气科学] 0825[工学-航空宇航科学与技术] 0704[理学-天文学] 0811[工学-控制科学与工程] 071102[理学-系统分析与集成] 081103[工学-系统工程] 

基　　金：中国科学院青年创新促进会人才计划(Y201951) 

主　　题：三轴稳定卫星 大惯量负载 扫描镜 机械谐振 运动控制 控制性能 加速度观测器 

摘      要：针对三轴稳定卫星内低连接刚度条件下的大惯量扫描镜负载在低速摆动时易出现机械谐振的问题,基于电流-速度-位置三闭环控制结构,研究并提出一种有效的易于工程实现的优化控制方法,抑制机械谐振同时提高扫描镜系统的控制性能。首先,根据动力学关系对低刚度连接的电机与扫描镜控制对象建立理论的简化控制模型。然后,分析加速度反馈抑制谐振、提高系统控制性能的原因,并借助电流和位置反馈信号建立加速度观测器获取电机加速度并反馈,仿真分析该方法的优化效果。最后,在实际系统上进行实验检验,对比系统控制误差的变化。结果表明:提出的优化控制方法能够有效地抑制机械谐振,提高系统的控制带宽和动态精度。