本文關(guān)鍵詞：快速反射鏡結(jié)構(gòu)分析與控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)研究　出處：《中國科學(xué)院大學(xué)(中國科學(xué)院光電技術(shù)研究所)》2017年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

  更多相關(guān)文章： 快速反射鏡 結(jié)構(gòu)分析 PID控制 根軌跡 模糊控制

【摘要】：快速反射鏡是光學(xué)系統(tǒng)中光源與接收器之間控制光束傳播方向的一種精密光學(xué)儀器,是復(fù)合軸系統(tǒng)精跟蹤部分的重要組成器件,被廣泛應(yīng)用在空間光通信、自適應(yīng)光學(xué)以及天文望遠(yuǎn)鏡中。在復(fù)合軸系統(tǒng)的精跟蹤子系統(tǒng)中,快速反射鏡需要在小范圍內(nèi)快速轉(zhuǎn)動以實(shí)現(xiàn)對粗跟蹤殘差的抑制,這對快速反射鏡控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性和快速響應(yīng)提出了較高的要求�？焖俜瓷溏R控制系統(tǒng)的控制方法通常采用PID控制,采用解析法設(shè)計(jì)快速反射鏡的PID控制參量時,現(xiàn)有的設(shè)計(jì)方法大多集中關(guān)注在如何提高系統(tǒng)的閉環(huán)帶寬等頻域性能指標(biāo)上,而根據(jù)時域性能指標(biāo)來設(shè)計(jì)快速反射鏡的控制參量的方法則較少。工程應(yīng)用中的快速反射鏡,結(jié)構(gòu)剛度可能會隨著工作過程的增長以及環(huán)境因素的影響而出現(xiàn)變化的情況,此時應(yīng)該對控制系統(tǒng)的控制參量進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整,以保證控制系統(tǒng)的快速響應(yīng)和快速反射鏡輸出性能的穩(wěn)定性。本課題針對以上問題,從理論分析、仿真和工程實(shí)驗(yàn)三個方面對快速反射鏡控制系統(tǒng)控制參量的設(shè)計(jì)方法進(jìn)行了研究,通過在系統(tǒng)中引入模糊控制,實(shí)現(xiàn)了對系統(tǒng)在結(jié)構(gòu)剛度改變后控制系統(tǒng)輸出性能的有效保障。全文主要內(nèi)容如下:對現(xiàn)有的快速反射鏡的產(chǎn)品和快速反射鏡的控制技術(shù)進(jìn)行了調(diào)研,對音圈電機(jī)驅(qū)動的柔性支承式快速反射鏡的工作原理進(jìn)行了介紹,在此基礎(chǔ)上建立了快速反射鏡傳遞函數(shù)模型,并對一款工程實(shí)驗(yàn)中的快速反射鏡進(jìn)行了系統(tǒng)辨識,結(jié)合對快速反射鏡結(jié)構(gòu)特性分析的結(jié)果,提出了一種改進(jìn)根軌跡法對快速反射鏡PID控制系統(tǒng)的控制參量進(jìn)行設(shè)計(jì),在完成PID控制參量設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上,針對快速反射鏡在工作過程中可能出現(xiàn)的結(jié)構(gòu)剛度改變的問題,在系統(tǒng)中引入了模糊控制器,并對模糊控制器的結(jié)構(gòu)、參數(shù)以及與PID控制器的連接做了完整設(shè)計(jì),并在SIMULINK中做了仿真分析,結(jié)果證明了模糊控制可以有效提高系統(tǒng)結(jié)構(gòu)剛度改變后控制系統(tǒng)的輸出性能。搭建了快速反射鏡的閉環(huán)測試平臺,對快速反射鏡系統(tǒng)的時域性能和頻域性能進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)測試,進(jìn)一步對理論分析結(jié)果加以驗(yàn)證,實(shí)驗(yàn)結(jié)果證明了本文理論分析的有效性和實(shí)用性。
【學(xué)位授予單位】：中國科學(xué)院大學(xué)(中國科學(xué)院光電技術(shù)研究所)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：TP273;TH74

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本文編號：1330289