Para melhorar o desempenho de rastreamento e a robustez do Espelho de Direção Rápida Piezoelétrico (Fast Steering Mirror, FSM), este artigo propõe um método de modelagem de loop de ganho alto otimizado por síntese μ (μ-synthesis-Optimized High-Gain Loop Shaping, Oμ-HGLS). Primeiramente, com base na compensação inversa de histerese, são identificadas as características dinâmicas do espelho piezoelétrico rápido, e o erro de modelagem é considerado como incerteza do modelo. Em seguida, o método de síntese μ é utilizado para otimizar a robustez do filtro Q, aumentando o ganho do loop considerando a incerteza do modelo, de modo a melhorar o desempenho de rastreamento e a resistência a interferências, garantindo a estabilidade robusta do sistema. Por fim, foram realizados experimentos comparativos no espelho piezoelétrico rápido para validar a eficácia do método Oμ-HGLS proposto. Os resultados experimentais mostram que, ao seguir uma trajetória senoidal de 100 Hz, o erro quadrático médio do método Oμ-HGLS foi reduzido em aproximadamente 53,4% em comparação com o método HGLS tradicional, e em cerca de 18,7% em relação ao método de modelagem de loop de ganho alto otimizado por H∞ (H∞-Optimized High-Gain Loop Shaping, Oh-HGLS). Sob perturbações de frequência única, o erro quadrático médio do método Oμ-HGLS diminuiu cerca de 54,8% em comparação com o método HGLS e 17,6% em relação ao método Oh-HGLS. Os resultados indicam que o método proposto possui vantagens significativas na melhoria do desempenho do controle do espelho piezoelétrico rápido, oferecendo uma estratégia de controle eficiente para controle de movimento de alta precisão.

Espelho de direção rápida piezoelétrico;Modelagem de loop de ganho alto;Síntese μ;Controle de movimento de alta precisão