현재 디지털 마이크로미러 장치(Digital Micromirror Device, DMD)를 기반으로 한 스펙트럼 시뮬레이션에서, 스펙트럼 시뮬레이션 유닛은 다양한 편향 특성과 비선형 변조 등의 특성을 가지므로, 다양한 색온도 변조에 적합한 퍼지 PID 제어 기반의 별 스펙트럼 시뮬레이션 방법을 제안하였다. DMD 작업 행렬, 스펙트럼 변조 가중치 행렬, 스펙트럼 분포 함수 행렬 및 목표 스펙트럼 행렬을 구성하고, DMD 기반 스펙트럼 시뮬레이션 수학 모델을 구축하였다; 그 후, 유전 알고리즘으로 최적화된 BP 신경망 기반의 스펙트럼 분포 함수 적합 알고리즘을 연구하여 400~800 nm 피크 파장 내에서 스펙트럼 분포 함수 적합을 달성하였다; 퍼지 PID 제어 기반의 스펙트럼 시뮬레이션 알고리즘을 제안하고, 퍼지 집합과 소속 함수 선택, 퍼지 추론 및 디퍼지피케이션 규칙을 수립하였다. 시뮬레이션을 통해 퍼지 PID 제어기의 성능을 분석한 결과, PID 제어에 비해 퍼지 PID 제어의 오버슈트가 90.7% 감소하고 조정 시간이 69.4% 단축되었다. 마지막으로 3,000~11,000 K 색온도 스펙트럼 분포 곡선의 시뮬레이션 정확도를 실험적으로 검증하였으며, 결과는 스펙트럼 시뮬레이션 오차가 ±4.21% 이내임을 보였다; PID 제어에 비해 퍼지 PID 제어는 3,000, 6,500, 11,000 K 색온도에서 최대 스펙트럼 시뮬레이션 정확도를 각각 2.31배, 1.71배, 2.02배 향상시켰다. 제안된 방법은 스펙트럼 시뮬레이션 정확도를 더욱 향상시켜 고정밀 항성 센서의 지상 보정에 이론 및 기술적 기반을 제공할 수 있다.

스펙트럼 시뮬레이션;퍼지 제어;유전 알고리즘;디지털 마이크로미러;BP 신경망 알고리즘