Supressão de perturbações no sistema de servomecanismo do grande telescópio óptico embarcado

SHAO Meng ,  

DENG Yongting ,  

LI Hongwen ,  

CHEN Tao ,  

WANG Shuai ,  

ZHANG Zhimin ,  

摘要

O sistema de servomecanismo do grande telescópio óptico embarcado sofre perturbações variantes no tempo devido a fatores como torque de encaixe do motor, resultando em piora no desempenho de rastreamento. Para melhorar a capacidade de resistência a perturbações do sistema de servomecanismo do grande telescópio óptico embarcado, foram projetadas etapas de correção, como o laço de velocidade do sistema servomecanismo do telescópio. Em relação às perturbações periódicas e variantes no tempo causadas pelo torque de encaixe do motor, foram comparados métodos baseados em compensação direta de corrente e compensação preditiva de observador, analisando as limitações dessas técnicas na engenharia prática, e propôs-se um método de estimação e compensação online de perturbações baseado em observador de estado estendido com modelos de compensação e predição, que utiliza totalmente as informações conhecidas do sistema para melhorar a precisão da compensação, sem alterar a estrutura do hardware do sistema servomecanismo. Por fim, o método foi validado por simulação e experimentação. Os resultados experimentais mostraram que o valor quadrático médio (RMS) do erro de flutuação da velocidade ao seguir um comando de velocidade de 1 (°)/s diminuiu de 0,00760 (°)/s sem compensação para 0,00345 (°)/s, representando uma redução relativa de 54,6%; ao seguir um comando de rampa de posição de 1 (°)/s, o erro RMS de rastreamento de posição diminuiu de 0,997″ sem compensação para 0,157″, representando uma redução relativa de 84,3%. Portanto, o método adotado neste artigo pode melhorar efetivamente a capacidade de resistência a perturbações do sistema de servomecanismo do grande telescópio óptico embarcado.

关键词

telescópio óptico;supressão de perturbações;controle servo;observador

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