복잡한 환경에서 레이저 통신의 고정밀 정렬 및 추적 기술 요구를 충족하기 위해, 본 논문에서는 압전 세라믹 구동 고속 반사경(Fast Steering Mirror, FSM)의 제어 알고리즘을 설계하여 추적 성능과 다양한 작업 환경에서의 적응 능력을 향상시켰다. 먼저 Hammerstein 구조를 기반으로 압전 구동기의 비선형 수학 모델을 구축하였으며, Prandtl-Ishlinskii 모델을 사용해 정적 히스테리시스를 모델링하고, 기하학적 방법으로 역모델을 구해 전진 피드백으로 시스템을 선형화하였다. 이후 선형화된 시스템을 대상으로 방사형 기저 함수(Radial Basis Function, RBF) 신경망과 슬라이딩 모드 제어를 결합한 제어 방법을 설계하였다. RBF 신경망을 통해 비모델화 비선형 부분의 매개변수를 근사하여 추적 정확성을 보장하는 동시에 강인성을 더욱 향상시켰다. 마지막으로 서보 실험 플랫폼에서 실험 검증을 수행하였으며, 실험 결과는 제안된 제어 알고리즘이 복합 주파수 참조 궤적을 효과적으로 추적하고, 빠르고 정확한 응답을 달성하며, 제곱 평균 제곱근 오차가 2.7 μrad 미만임을 보여주었다. 또한 시스템의 미모델링 동적 특성을 보상할 수 있으며, 모델 불일치 10% 후에도 50Hz 사인 신호 추적 RMS 오차가 7.3 μrad 미만으로, 비특이성 고속 터미널 슬라이딩 모드 제어 대비 약 40.16%, 자율 방해 제어 대비 약 75.9% 향상되어 파라미터 섭동에 효과적으로 대응할 수 있음을 확인하였다.

레이저 통신;압전 구동;고속 반사경;방사형 기저 함수 신경망;슬라이딩 모드 제어