En respuesta a las necesidades del sistema de control servo del eje principal para la próxima generación de telescopios terrestres de apertura ultra grande, se propone un método de control basado en el accionamiento síncrono de múltiples motores. Se presentaron los componentes de hardware del sistema de control basados en un telescopio de nivel de 4 m y se diseñó una arquitectura de control síncrono de múltiples motores basada en el bus EtherCAT. Se proporcionaron métodos de calibración de parámetros y resultados de pruebas para los motores síncronos de imán permanente curvos segmentados azimutales (Segmented Arc Permanent Magnet Synchronous Motors, SAPMSM) y los motores de montaje de elevación. El lazo de velocidad fue diseñado como un sistema óptimo de segundo orden; mediante la introducción de un filtro estructural y un algoritmo de control anti-saturación, se logró una salida de velocidad rápida y sin sobrepasos. Además, con respecto a la medición de fluctuaciones de par, se propuso un método de análisis cuantitativo basado en la corriente del par, y mediante el emparejamiento de la fase del ángulo eléctrico del motor se redujeron dichas fluctuaciones, introduciendo además un observador de estado extendido para realizar una compensación anticipada de las fluctuaciones de par. Los resultados experimentales muestran que el telescopio con accionamiento directo tiene una frecuencia de resonancia de primer orden de la estructura de seguimiento no inferior a 20 Hz, la arquitectura de accionamiento dual del eje de elevación tiene mejores características de frecuencia, el ancho de banda del lazo de velocidad del sistema servo no es inferior a 6 Hz, y el telescopio puede lograr una salida de velocidad rápida y sin sobrepasos tanto en la zona lineal de baja velocidad como en la zona no lineal de alta velocidad. Después de introducir el algoritmo de compensación anticipada de fluctuaciones de par, la fluctuación de velocidad del eje de elevación se redujo de 0.000868 (°)/s a 0.000341 (°)/s, mejorando notablemente la estabilidad de la velocidad. Este sistema de control servo sincronizado de varios motores para el eje principal puede satisfacer los requisitos de control de alta precisión de telescopios de gran apertura y puede servir como referencia para el diseño de sistemas de control de telescopios de apertura aún mayor.

Telescopio terrestre;Motor síncrono de imán permanente;Accionamiento sincronizado;Bus EtherCAT;Anti-saturación;Observador de estado extendido;Fluctuaciones de par