大口径快速反射镜的模糊自适应PID控制

蔡玉生，朱 军，石 磊，张景忠

〈系统与设计〉

大口径快速反射镜的模糊自适应PID控制

蔡玉生1,2，朱 军3，石 磊1，张景忠4

（1. 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所，吉林 长春 130033；2. 中国科学院大学，北京 100049；3. 山东核电有限公司，山东 烟台 265116；4. 黑龙江省森林保护研究所，黑龙江 哈尔滨 150000）

快速反射镜能否精确稳定跟踪目标取决于良好的伺服控制性能。快速反射镜的通光口径越大，柔性支撑铰链和驱动器设计难度就越大，同时也会对伺服控制提出更高的要求。针对此问题，本文提出模糊自适应整定PID（proportional integral derivative）控制算法，该算法既能运用模糊推理进行自适应整定控制参数，又能继承传统PID控制器便于工程实现。本文对音圈电机（voice coil motor）驱动的500mm大口径快速反射镜进行控制器设计且进行仿真实验，并将其结果与基于传统PID控制下的相比较。结果表明，基于模糊自适应整定PID控制的500mm大口径快速反射镜的超调量为5.40%，调节时间51.0ms，且抗干扰能力强于传统PID控制。此外，与传统PID控制相比，本文提出的控制方法提高了500mm大口径快速反射镜的响应速度，减小了跟踪误差，提升了500mm大口径快速反射镜系统的跟踪性能和鲁棒性。

快速反射镜；大口径；音圈电机；模糊控制；自适应整定PID

0 引言

快速反射镜由精密伺服控制相应的转角从而精确控制光束的偏转角度，它相对于普通的反射镜具有响应速度快、工作带宽高、指向精度高等优点[1-2]。伴随着航空光学成像、遥感技术等领域对成像分辨率的要求不断提高，大口径、长焦距光学系统在光电稳定平台获得广泛的应用。……