本文選題：快速傾斜鏡 + 激光通信　； 參考：《光學(xué)精密工程》2017年08期

【摘要】：快速傾斜鏡是星間激光通信終端精瞄系統(tǒng)的核心部件,其驅(qū)動(dòng)裝置為壓電陶瓷執(zhí)行器,而壓電陶瓷具有遲滯特性,其嚴(yán)重影響了快速傾斜鏡的定位精度,進(jìn)而對(duì)星間通信鏈路的穩(wěn)定性造成不利影響。為解決這一問(wèn)題,本文設(shè)計(jì)了一種改進(jìn)Prandtl-Ishlinskii(P-I)模型對(duì)壓電陶瓷執(zhí)行器進(jìn)行建模。在此基礎(chǔ)上,提出了壓電陶瓷執(zhí)行器前饋線性化方法,以對(duì)遲滯特性進(jìn)行前饋逆補(bǔ)償。接著,提出了一種結(jié)合改進(jìn)的P-I模型與增量式PID算法的復(fù)合控制算法,并在DSP中實(shí)現(xiàn)了該復(fù)合控制算法。最后,在試驗(yàn)平臺(tái)上對(duì)該算法進(jìn)行了驗(yàn)證。結(jié)果顯示:當(dāng)分別對(duì)系統(tǒng)輸入10Hz和100Hz減幅正弦、等幅正弦曲線時(shí),模型誤差在0.59%以內(nèi),在輸入同頻100Hz以下的減幅正弦曲線時(shí),傳統(tǒng)PID算法的最大誤差為59.31μrad,而該復(fù)合算法的最大誤差為14.22μrad。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表明,本文復(fù)合控制方法的動(dòng)態(tài)跟蹤性能明顯優(yōu)于傳統(tǒng)PID方法,改進(jìn)Prandtl-Ishlinskii(P-I)模型可以精確描述壓電陶瓷的遲滯特性。本文設(shè)計(jì)的復(fù)合控制方法滿足實(shí)際應(yīng)用對(duì)快速傾斜鏡的要求。
[Abstract]:The fast tilt mirror is the core part of the precise pointing system of the intersatellite laser communication terminal, and its driving device is the piezoelectric ceramic actuator, and the piezoelectric ceramic has the hysteresis characteristic, which seriously affects the positioning accuracy of the fast tilt mirror. Furthermore, the stability of intersatellite communication link is adversely affected. To solve this problem, an improved Prandtl-Ishlinskii (P-I) model is designed to model the piezoelectric actuator. On this basis, a feedforward linearization method for piezoelectric actuator is proposed to compensate the hysteresis characteristics. Then, a compound control algorithm combining the improved P-I model and the incremental pid algorithm is proposed, and the compound control algorithm is implemented in DSP. Finally, the algorithm is verified on the test platform. The results show that the model error is less than 0.59% when the sinusoidal curves with 10 Hz and 100 Hz amplitudes are input respectively, and when the sinusoidal curves with the same frequency below 100 Hz are input, the model error is less than 0.59%. The maximum error of traditional pid algorithm is 59.31 渭 radand that of compound algorithm is 14.22 渭 rad. The experimental data show that the dynamic tracking performance of the composite control method is obviously better than that of the traditional pid method. The improved Prandtl-Ishlinskii (P-I) model can accurately describe the hysteresis characteristics of piezoelectric ceramics. The compound control method designed in this paper meets the requirements of practical application for fast tilting mirror.
【作者單位】： 哈爾濱工業(yè)大學(xué)航天學(xué)院;哈爾濱工業(yè)大學(xué)空間光通信技術(shù)研究中心;中國(guó)科學(xué)院長(zhǎng)春光學(xué)精密機(jī)械與物理研究所;
【基金】：國(guó)家科技重大專(zhuān)項(xiàng)(No.2009ZX02207) 國(guó)家自然科學(xué)基金重點(diǎn)資助項(xiàng)目(No.51537002) 國(guó)家青年自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目(No.61503096)
【分類(lèi)號(hào)】：TN929.1

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本文編號(hào)：2100729