[发明专利]一种基于误差观测器的快反镜前馈控制方法

权利要求书

1.一种基于误差观测器的快反镜前馈控制方法，其特征在于：该方法步骤如下：

步骤(1)：在快反镜跟踪控制系统中安装电涡流位置传感器，用以测量快反镜的偏转角位置量，利用电涡流传感器的采样频率高的特点以实现一个高带宽线性内环，为外环提供一个线性被控对象；

步骤(2)：通过频率响应测试仪对平台的电涡流位置频率对象特性进行测试，输入为控制器输出值，输出为电涡流采样值，高采样率可获得较高精度的电涡流对象模型G(s)，用于实现高带宽内环；

步骤(3)：在获取到被控对象模型G(s)基础上，设计内环位置控制器C_p(s)实现高带宽位置反馈闭环，然后再次通过频率响应测试仪测试位置内环闭环后的对象模型，输入为给定位置，输出为CCD量，此对象模型为外环被控对象模型，称为G_p(s)，然后可设计CCD环控制器C(s)，这样就构成了传统的双闭环控制；

步骤(4)：添加误差观测器，首先把CCD所传回的跟踪误差量通过模型补偿器又因为此处内环带宽高，外环带宽低，在外环带宽有效范围内，可得G_m(s)＝1，也就是CCD误差量在此处可直接使用；然后把当前的内环给定进行延时T₁后与CCD误差量相加，如此可得到当前目标位置估计量；

步骤(5)：根据CCD延时特性设计前馈控制器Q(s)的滤波带宽，然后把目标位置估计量直接作为前馈控制器的输入，计算得到真实前馈量，最后把该前馈量直接加在CCD环位置控制器C(s)的输出，此时的输出量则是作为内环的给定量输入，如此完成前馈操作，实现误差抑制。

2.根据权利要求1所述的一种基于误差观测器的快反镜前馈控制方法，其特征在于：步骤(3)中内环位置控制器C_p(s)和CCD外环控制器C(s)都设计为PI控制器，其模型参考如下：

其中，K_P为比例增益，K_I为积分增益。

3.根据权利要求1所述的一种基于误差观测器的快反镜前馈控制方法，其特征在于：步骤(4)中的给定进行延时T₁一般通过采样保持延时进行处理，通过确定CCD的延时时间后，T₁则与之对应，这样可使数据时间上对齐。

4.根据权利要求1所述的一种基于误差观测器的快反镜前馈控制方法，其特征在于：步骤(5)中前馈控制器Q(s)的设计为如下带一阶滤波环节的控制器模型：

其中，T_f为滤波器滤波带宽因子，当前馈补偿器设计为如上模型后，整个前馈控制器呈现一个高通校正特性，从而有力的提高系统的低频误差抑制能力，也就是低频跟踪性能。