[發明專利]一種基于誤差觀測器的快反鏡前饋控制方法

有效

• 申請號: 201710137779.5
• 申請日: 2017-03-09
• 公開（公告）號: CN106707766B
• 公開（公告）日: 2020-05-01
• 發明（設計）人: 鄧超;唐濤;毛耀;任維;張超
• 申請（專利權）人: 中國科學院光電技術研究所
• 主分類號: G05B13/04
• 分類號: G05B13/04
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種基于誤差觀測器的快反鏡前饋控制方法，其特征在于：該方法步驟如下：

步驟(1)：在快反鏡跟蹤控制系統中安裝電渦流位置傳感器，用以測量快反鏡的偏轉角位置量，利用電渦流傳感器的采樣頻率高的特點以實現一個高帶寬線性內環，為外環提供一個線性被控對象；

步驟(2)：通過頻率響應測試儀對平臺的電渦流位置頻率對象特性進行測試，輸入為控制器輸出值，輸出為電渦流采樣值，高采樣率可獲得較高精度的電渦流對象模型G(s)，用于實現高帶寬內環；

步驟(3)：在獲取到被控對象模型G(s)基礎上，設計內環位置控制器C_p(s)實現高帶寬位置反饋閉環，然后再次通過頻率響應測試儀測試位置內環閉環后的對象模型，輸入為給定位置，輸出為CCD量，此對象模型為外環被控對象模型，稱為G_p(s)，然后可設計CCD環控制器C(s)，這樣就構成了傳統的雙閉環控制；

步驟(4)：添加誤差觀測器，首先把CCD所傳回的跟蹤誤差量通過模型補償器又因為此處內環帶寬高，外環帶寬低，在外環帶寬有效范圍內，可得G_m(s)＝1，也就是CCD誤差量在此處可直接使用；然后把當前的內環給定進行延時T₁后與CCD誤差量相加，如此可得到當前目標位置估計量；

步驟(5)：根據CCD延時特性設計前饋控制器Q(s)的濾波帶寬，然后把目標位置估計量直接作為前饋控制器的輸入，計算得到真實前饋量，最后把該前饋量直接加在CCD環位置控制器C(s)的輸出，此時的輸出量則是作為內環的給定量輸入，如此完成前饋操作，實現誤差抑制。

2.根據權利要求1所述的一種基于誤差觀測器的快反鏡前饋控制方法，其特征在于：步驟(3)中內環位置控制器C_p(s)和CCD外環控制器C(s)都設計為PI控制器，其模型參考如下：

其中，K_P為比例增益，K_I為積分增益。

3.根據權利要求1所述的一種基于誤差觀測器的快反鏡前饋控制方法，其特征在于：步驟(4)中的給定進行延時T₁一般通過采樣保持延時進行處理，通過確定CCD的延時時間后，T₁則與之對應，這樣可使數據時間上對齊。

4.根據權利要求1所述的一種基于誤差觀測器的快反鏡前饋控制方法，其特征在于：步驟(5)中前饋控制器Q(s)的設計為如下帶一階濾波環節的控制器模型：

其中，T_f為濾波器濾波帶寬因子，當前饋補償器設計為如上模型后，整個前饋控制器呈現一個高通校正特性，從而有力的提高系統的低頻誤差抑制能力，也就是低頻跟蹤性能。