자가 교란 억제를 기반으로 한 2.5m 망원경 주축 서보 제어 시스템

LIU Yang ,  

LI Hongwen ,  

DENG Yongting ,  

WANG Shuai ,  

FEI Qiang ,  

YANG Xiaoxia ,  

CAO Yuyan ,  

摘要

2.5m 대시야 망원경의 추적 요구사항을 충족하기 위해 망원경 주축 서보 3중 폐회로 제어 설계 방법을 제안하였다. 조정된 전류 루프 입력단에 사인 신호를 주입하여 주축 서보 속도 루프의 개방 주파수 특성을 주파수 응답 시험을 통해 확인하였다. 공진 주파수에 기반하여 구조 필터를 설계하여 기계적 공진을 억제함으로써 더 높은 폐회로 대역폭을 달성하였다. 마지막으로 식별된 제어 모델에 따라 속도 루프 선형 자가 교란 억제 제어기와 위치 루프 비례 제어기를 설계하였다. 속도 루프는 선형 확장 상태 관측기를 기반으로 교란을 추정하고 그 영향을 보상하여 저속 추적 정확도를 높일 수 있다. 빠른 탐색 문제 해결을 위해 장비 허용 최대 속도와 가속도를 기반으로 이산 최속 추적 미분기를 사용하여 과도 과정을 계획하였다. 실험 결과 선형 자가 교란 억제 제어기는 PI 제어에 비해 2.5m 대시야 망원경이 1.24° 시야각에서 빠른 단계 탐색 시간을 1.6초에서 1.0초로 단축하였고, 속도 2 (°)/초, 가속도 1 (°)/s2의 등가 사인 안내의 오차 평균제곱근 값이 1.08″에서 0.60″로 감소하였으며, 저속 추적 기울기 0.0001 (°)/초 위치 경사 곡선에서 위치 추적 정상 상태 오차 평균제곱근 값이 0.0158″에서 0.0106″로 줄었다. 선형 자가 교란 억제 제어는 대시야 천체 망원경의 고효율 빠른 탐색 및 저속 정밀 추적 요구사항을 충족할 수 있다.

关键词

대시야 망원경;선형 자가 교란 억제;주파수 특성;구조 필터;최속 추적 미분기

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