本文選題：快速傾斜鏡 + 激光通信　； 參考：《光學精密工程》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)動裝置為壓電陶瓷執(zhí)行器,而壓電陶瓷具有遲滯特性,其嚴重影響了快速傾斜鏡的定位精度,進而對星間通信鏈路的穩(wěn)定性造成不利影響。為解決這一問題,本文設計了一種改進Prandtl-Ishlinskii(P-I)模型對壓電陶瓷執(zhí)行器進行建模。在此基礎(chǔ)上,提出了壓電陶瓷執(zhí)行器前饋線性化方法,以對遲滯特性進行前饋逆補償。接著,提出了一種結(jié)合改進的P-I模型與增量式PID算法的復合控制算法,并在DSP中實現(xiàn)了該復合控制算法。最后,在試驗平臺上對該算法進行了驗證。結(jié)果顯示:當分別對系統(tǒng)輸入10Hz和100Hz減幅正弦、等幅正弦曲線時,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,傳統(tǒng)PID算法的最大誤差為59.31μrad,而該復合算法的最大誤差為14.22μrad。實驗數(shù)據(jù)表明,本文復合控制方法的動態(tài)跟蹤性能明顯優(yōu)于傳統(tǒng)PID方法,改進Prandtl-Ishlinskii(P-I)模型可以精確描述壓電陶瓷的遲滯特性。本文設計的復合控制方法滿足實際應用對快速傾斜鏡的要求。
[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)大學航天學院;哈爾濱工業(yè)大學空間光通信技術(shù)研究中心;中國科學院長春光學精密機械與物理研究所;
【基金】：國家科技重大專項(No.2009ZX02207) 國家自然科學基金重點資助項目(No.51537002) 國家青年自然科學基金資助項目(No.61503096)
【分類號】：TN929.1

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本文編號：2100729