地基大口径望远镜动态目标跟踪中压电式快速反射镜迟滞效应的补偿

作     者：刘永凯 吕福睿 高世杰 邓永停 吴昊 LIU Yongkai;LV Furui;GAO Shijie;DENG Yongting;WU Hao

作者机构：中国科学院长春光学精密机械与物理研究所吉林长春130033 中国科学院大学北京100049 

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

年 卷 期：2022年第30卷第23期

页      面：3081-3089页

核心收录：

学科分类：0808[工学-电气工程] 0809[工学-电子科学与技术（可授工学、理学学位）] 08[工学] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 0802[工学-机械工程] 0835[工学-软件工程] 0702[理学-物理学] 080201[工学-机械制造及其自动化] 

基　　金：国家自然科学基金资助项目(No.11973041,No.12122304) 中国科学院青年创新促进会会员资助项目(No.2019218) 

主　　题：压电陶瓷 快速反射镜 迟滞效应 复合控制 目标跟踪 P-I模型 率相关 

摘      要：为了提高基于压电式快速反射镜的光学系统的动态目标跟踪性能,对迟滞非线性效应带来的影响及其补偿方法进行了研究。首先,基于Prandtl-Ishlinskii(P-I)模型,建立P-I模型与自回归历变模型(Auto-regressive Exogenous Model,ARX)模型串联的率相关迟滞模型。然后,提出了基于P-I的率相关模型复合控制补偿算法。最后,搭建了基于压电式快速反射镜的实验平台,对压电陶瓷的迟滞效应进行了模型辨识,基于其逆模型设计了前馈控制器,同时检验迟滞补偿方法对动态目标跟踪系统的优化作用。实验结果表明:基于P-I的率相关模型适用于动目标跟踪系统,采用复合控制补偿算法后,动态目标跟踪系统的误差抑制带宽提高了26 Hz,有效提高了动态目标跟踪系统的误差抑制能力。