Para atender às demandas técnicas de alinhamento e rastreamento de alta precisão em comunicações a laser em ambientes complexos, este artigo projeta um algoritmo de controle para um espelho de direcionamento rápido acionado por cerâmica piezoelétrica (Fast Steering Mirror, FSM) para melhorar o desempenho do rastreamento e a adaptabilidade em diferentes ambientes de trabalho. Primeiramente, foi estabelecido um modelo matemático não linear do atuador piezoelétrico baseado na estrutura Hammerstein, utilizando o modelo de Prandtl-Ishlinskii para modelagem da histerese estática, e um método geométrico para obter o modelo inverso como alimentação antecipada para linearização do sistema. Em seguida, para o sistema linearizado, foi projetado um método de controle que combina uma rede neural de função base radial (Radial Basis Function, RBF) com controle por modo deslizante; a rede neural RBF aproxima os parâmetros da parte não modelada não linear na lei de controle por modo deslizante terminal rápido não singular, aumentando a robustez enquanto mantém a precisão do rastreamento. Por fim, foram realizados experimentos em uma plataforma de servo; os resultados mostram que o algoritmo de controle proposto pode seguir efetivamente uma trajetória de referência de frequência composta, alcançando resposta rápida e precisa, com erro quadrático médio inferior a 2,7 μrad, e pode compensar características dinâmicas não modeladas do sistema. Com uma discrepância de modelo de 10%, o rastreamento de sinal senoidal de 50 Hz apresenta erro quadrático médio inferior a 7,3 μrad, com melhoria de cerca de 40,16% em relação ao controle por modo deslizante terminal rápido não singular e de cerca de 75,9% em relação ao controle autoajustável, podendo lidar eficazmente com perturbações paramétricas.

comunicação a laser;acionamento piezoelétrico;espelho rápido;rede neural de função base radial;controle por modo deslizante