Pour répondre aux exigences du système de contrôle du servomoteur de l'axe principal des télescopes terrestres de prochaine génération à très grand diamètre, une méthode de contrôle basée sur une commande synchronisée de plusieurs moteurs a été proposée. Le matériel du système de contrôle a été présenté en se basant sur un télescope de l'ordre de 4 m, et une architecture de contrôle synchronisé multi-moteurs basée sur le bus EtherCAT a été conçue. Les méthodes de calibration des paramètres et les résultats des tests des moteurs synchrones à aimants permanents segmentés en arc (Segmented Arc Permanent Magnet Synchronous Motors, SAPMSM) pour l'azimut et des moteurs d'orientation ont été donnés. La boucle de vitesse a été conçue comme un système optimal du second ordre. Grâce à l'introduction d'un filtre structurel et d'un algorithme anti-saturation, une sortie de vitesse rapide sans dépassement a été réalisée. En outre, concernant la mesure des fluctuations de couple, une méthode d'analyse quantitative basée sur le courant de couple a été proposée. La réduction des fluctuations de couple a été obtenue par le couplage de la phase angulaire électrique du moteur, et un observateur à état étendu a été introduit pour réaliser une compensation en avance des fluctuations de couple. Les résultats expérimentaux montrent que le télescope utilisant un entraînement direct a une fréquence de résonance de premier ordre de la monture de suivi d'au moins 20 Hz, l'architecture à double entraînement de l'axe d'élévation présente de meilleures caractéristiques de fréquence, la bande passante de la boucle de vitesse du servomoteur n'est pas inférieure à 6 Hz, et le télescope peut réaliser une sortie de vitesse rapide sans dépassement tant dans la zone linéaire à faible vitesse que dans la zone non linéaire à grande vitesse. Après l'introduction de l'algorithme de compensation d'avance des fluctuations de couple, les fluctuations de vitesse de l'axe d'élévation sont passées de 0,000868 (°)/s à 0,000341 (°)/s, ce qui a nettement amélioré la stabilité de la vitesse. Ce système de contrôle servomoteur synchronisé multi-moteurs de l'axe principal peut répondre aux exigences de contrôle de haute précision des télescopes à grand diamètre et fournir une référence pour la conception des systèmes de contrôle des télescopes à diamètre encore plus grand.

Télescope terrestre;Moteur synchrone à aimant permanent;Commande synchronisée;Bus EtherCAT;Anti-saturation;Observateur d'état étendu;Fluctuations de couple