Для удовлетворения технических требований высокоточного наведения и слежения в лазерной связи в сложных условиях, в данной работе разработан алгоритм управления для быстрого отражающего зеркала с пьезоэлектрическим приводом (Fast Steering Mirror, FSM) с целью улучшения характеристик слежения и адаптивности в различных рабочих условиях. Сначала на основе структуры Хаммерштайна построена нелинейная математическая модель пьезоисполнителя, для статического гистерезиса использована модель Прандтля-Ишлински, а обратная модель найдена геометрическим методом и использована в виде прямой связи для линеаризации системы. Далее для линеаризованной системы разработан метод управления, сочетающий радиальную базисную функцию (Radial Basis Function, RBF) в нейронной сети и скользящее управление, при этом RBF нейронная сеть аппроксимирует параметры немоделированной нелинейной части в законе быстрого конечного скользящего управления, что повышает робастность при сохранении точности слежения. В конце проведены эксперименты на сервоплатформе, результаты показали, что предлагаемый алгоритм управления эффективно отслеживает композитную частотную траекторию, обеспечивает быстрое и точное отклик, среднеквадратичная ошибка меньше 2.7 μrad, и компенсирует немоделированные динамические характеристики системы. При расхождении модели на 10%, отслеживание 50 Гц синусоидального сигнала имеет среднеквадратическую ошибку менее 7.3 μrad, что примерно на 40.16% лучше, чем у быстрого конечного скользящего управления, и на 75.9% лучше, чем у управления с самоприспособлением, эффективно противодействуя возмущениям параметров.

лазерная связь;пьезоэлектрический привод;быстрое отражающее зеркало;радиальные базисные функции;скользящее управление