航空動的光学イメージングシステムの制御精度を向上させるため、本研究では音圈モータ駆動ミラー（Voice Coil Motor-Driven Mirror、VCMM）の高精度制御問題に対して、適応型スライディングモード有限時間制御に基づく総合制御戦略を提案した。本システムは外部擾乱およびモデル不確かさが存在する条件下でも、正確な指令追従を実現できる。まず、VCMMの機電特性に基づき一般的な形式のシステム動力学モデルを構築した。次に、制御系の収束速度向上および定常誤差抑制のために非線形比例-積分-微分型のスライディング面を構築した。これに基づき、階層的な抗擾乱思想に基づいてモデルパラメータおよび誤差に関するフィードバック制御項、スライディング切り替え制御項および適応制御項を設計し、Lyapunov安定性定理により閉ループ系の有限時間内収束特性を厳密に証明した。最後に比較実験により提案した複合制御戦略の有効性を検証した。実験結果より、振幅180″、周波数1 Hzの正弦指令下で周期的有界突変擾乱を加えた際、本システムの追従誤差の二乗平均平方根値およびピークツーピーク値はそれぞれ0.28″、4.04″にすぎず、従来のスライディングモード制御より著しく優れていることが示された。本制御アルゴリズムは良好な追従性能を維持できるのみならず、擾乱抑制性能にも優れている。本研究は高精度航空光電イメージングシステムにおける擾乱抑制および追従制御問題の解決に有効な方案を提供する。

音圈モータ反射鏡;航空動的イメージングシステム;スライディングモード制御;適応制御;有限時間収束