结构滤波器在望远镜主轴控制系统中的应用

作     者：邓永停 李洪文 王建立 刘京 DENG Yong-ting;LI Hong-wen;WANG Jian-li;LIU Jing

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 

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

年 卷 期：2017年第25卷第4期

页      面：900-909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）] 0803[工学-光学工程] 0702[理学-物理学] 

基　　金：国家自然科学基金资助项目(No.11603024) 

主　　题：望远镜 结构滤波器 弹簧质量模型 谐振频率 闭环带宽 

摘      要：为了提高望远镜控制系统的闭环带宽和动态性能,研究了结构滤波器对控制系统闭环性能的影响。根据望远镜机械跟踪架的弹簧质量模型推导了系统的传递函数,分析了电机和负载转动惯量与谐振频率的关系,设计了基于系统开环频率特性的结构滤波器。将设计的结构滤波器串联入控制回路,用于减小机械谐振的幅值。介绍了结构滤波器的设计方法,以及加入结构滤波器后对控制系统闭环性能的影响。最后,在2m望远镜跟踪架转台上进行了验证实验。结果表明,加入结构滤波器后系统的闭环带宽由10Hz提高到了13 Hz,有效地抑制了速度的稳态谐振,提高了望远镜控制系统的速度跟踪性能。得到的实验结果验证了结构滤波器能够有效地提高系统的动态性能。