在衛(wèi)星激光通信系統中快速傾斜鏡起著至關重要作用,其作為光路調整單元,通過不斷地偏轉運動,來調整光束角度,從而實現鏈路的暢通。由于星-地或星-星之間通信距離較遠,正所謂‘差之毫厘謬之千里’,快速傾斜鏡要想實現精密運動,其執(zhí)行機構是關鍵所在。壓電陶瓷執(zhí)行器具有響應速度快、分辨率高、體積小、不發(fā)熱以及無摩擦等優(yōu)點是一個理想執(zhí)行機構。由于壓電陶瓷材料自身存在固有的非線性遲滯、蠕變特性。這些特性會造成系統的定位精度降低,甚至會引起系統振蕩,最終造成系統不穩(wěn)定。壓電陶瓷的遲滯非線性特殊性,現有的數學模型難以精確地描述這種復雜的運動行為,這對壓電陶瓷執(zhí)行器建模和系統控制器的設計帶來一定挑戰(zhàn)。為解決這些問題,本文將以壓電陶瓷執(zhí)行器為研究對象,對非線性遲滯和蠕變的建模以及補償控制等方法,進行深入和系統性地研究,最后將所研究的方法應用在快速傾斜鏡系統中,獲得了理想的控制效果。首先,為描述壓電陶瓷執(zhí)行器的遲滯行為,針對傳統模型僅能描述靜態(tài)對稱遲滯和頻率無關的缺點,提出一種基于Prandtl-Ishlinskii模型的分段解析模型,消除傳統模型中的積分項,將遲滯行為分解為上升和下降兩段,根據每段遲滯行為的運動... 

【文章來源】：哈爾濱工業(yè)大學黑龍江省 211工程院校 985工程院校

【文章頁數】：133 頁

【學位級別】：博士

【部分圖文】：

掃頻辨識示意圖

第5章壓電陶瓷執(zhí)行器在快速傾斜鏡中的應用研究-83-證本文所提出的方法具有一般性，不受某個型號執(zhí)行器的限制，選擇雙軸快速傾斜鏡執(zhí)行器機構S-330，驅動電壓為0-100V，偏轉最大角度為2mrad，角分辨率精度為0.2rad�？焖賰A斜鏡是將特殊反射鏡片通過一定膠粘劑附著在壓電陶瓷執(zhí)行器S-330上，在壓電陶瓷執(zhí)行器作用下，快速傾斜鏡實現偏轉運動。在實驗開始前，利用CCD探測器對壓電陶瓷執(zhí)行器進行校準，在單軸狀態(tài)下，用一微小信號作用于壓電陶瓷執(zhí)行器，使其發(fā)生偏轉，通過位置傳感器反饋的位置信息和CCD探測的位置信息進行校正，以便進行后續(xù)的實驗處理。圖5-1S-330壓電實驗平臺Fig.5-1S-330piezoelectricexperimentalplatform5.2.1快速傾斜鏡運動學分析前文對壓電陶瓷執(zhí)行器結構進行了詳細分析，而快速傾斜鏡系統是將反射鏡鏡體是通過特制的膠粘劑附著在剛性平臺上，剛性平臺在驅動單元的作用下進行精密偏轉運動，該驅動單元是由兩組呈十字正交的兩組壓電陶瓷執(zhí)行器構成，如圖5-2為快速傾斜鏡系統俯視圖。圖中在X軸向上，X1壓電陶瓷執(zhí)行器和X2壓電陶瓷執(zhí)行器為一組，控制快速傾斜鏡繞Y軸旋轉；在Y軸向上，Y1壓電陶瓷執(zhí)行器和Y2壓電陶瓷執(zhí)行器為組，控制快速傾斜鏡繞X軸旋轉，并且兩組之間均為獨立控制，互不干擾，每組壓電陶瓷執(zhí)行器的電壓控制范圍均為0-100V，兩組獨立的控制輸入1和控制輸入2分別控制快速傾斜鏡的壓電陶瓷組體中的X組和Y組壓電陶瓷執(zhí)行器運動。每組壓電陶瓷柱體運動狀態(tài)如圖5-3所示，以X軸向壓電陶瓷柱體為例，激光器PC電源控制電路驅動電路FSM

【參考文獻】：
期刊論文
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[3]云模型和混沌粒子群算法的多目標無功優(yōu)化[J]. 趙文清,王立瑋,董月.  應用科技. 2014(04)
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博士論文
[1]光束指向控制設備中快速反射鏡系統設計研究[D]. 方楚.中國科學院長春光學精密機械與物理研究所 2017
[2]快速控制反射鏡結構及其動態(tài)特性的研究[D]. 王永輝.中國科學院研究生院（長春光學精密機械與物理研究所） 2004



本文編號：3090932