為了滿足4 m大口徑望遠鏡鏡面成像對主鏡位置的高精度需求,介紹了采用電機驅(qū)動浮動液壓支撐方式的主鏡位置控制系統(tǒng)設(shè)計方法。介紹了主鏡位置控制系統(tǒng)的構(gòu)成并建立了各結(jié)構(gòu)的數(shù)學模型;基于線性擴張觀測器和一階動態(tài)滑�？刂品椒�,設(shè)計了主鏡位置控制器;對該控制系統(tǒng)進行了仿真驗證。結(jié)果顯示:在俯仰軸以1 (°)·s^-1的速度勻速運動的情況下,每個支撐區(qū)域的跟蹤誤差最大值小于0.5μm;在俯仰軸正弦引導(dǎo)情況下,跟蹤誤差最大值為1μm,明顯優(yōu)于傳統(tǒng)的比例積分控制的13μm跟蹤誤差,滿足4 m望遠鏡主鏡位置控制系統(tǒng)的設(shè)計要求。該研究為大口徑望遠鏡主鏡位置控制系統(tǒng)設(shè)計提供了一定的參考。

【文章頁數(shù)】：7 頁

【部分圖文】：

圖1軸向液壓支撐原理圖

為了保持主鏡相對主鏡室的位置不變,本文采用了永磁同步電機對主鏡位置進行調(diào)節(jié)。通過控制永磁同步電機的轉(zhuǎn)動控制絲杠桿的收縮或者伸長,以改變伺服缸油腔的油液,從而改變液壓缸下腔油壓,使得整個區(qū)域的支撐力和位置發(fā)生改變。液壓缸上腔與蓄能器連通,從而保證液壓缸上腔油壓在小范圍內(nèi)變化,如圖2....

圖2單個液壓分區(qū)系統(tǒng)組成

圖1軸向液壓支撐原理圖2.1液壓模型

圖3控制系統(tǒng)框圖

主鏡位置控制系統(tǒng)如圖3所示,由線性擴張狀態(tài)觀測器(ESO)、滑�？刂破�(DSMC)、電機位置控制回路和液壓系統(tǒng)組成。電機位置控制回路的輸入是編碼器絕對位置,輸出為絲杠桿伸縮的距離。電機位置控制回路包含了電機的電流環(huán)、速度環(huán)和位置環(huán),設(shè)計好之后,電機位置控制回路相當于一階慣性環(huán)節(jié)。....

圖4階躍響應(yīng)曲線。

給定1mm的位置階躍指令,DSMO-ADRC控制器、ADRC控制器和PI控制器的響應(yīng)曲線如圖4(a)所示。由圖4(a)可以看出,DSMO-ADRC具有較快的響應(yīng)。在t=2s時對電機施加Td=10N·m的負載力矩,相同的外部擾動下PI控制器產(chǎn)生了較大的位置波動,最大波動值為0....

本文編號：3975851