[发明专利]一种插件式加速度反馈的快反镜光束稳定控制方法

权利要求书

1.一种插件式加速度反馈的快反镜光束稳定控制方法，其特征在于：其具体实施步骤如下：

步骤(1)：在快反镜跟踪控制系统中安装加速度计、陀螺惯性传感器和CCD位置传感器，用以测量快反镜的偏转角加速度、角速度和角位置量；惯性传感器用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加速度、速度频率对象特性进行测试，输入为控制器输出值，输出为传感器采样值，通过对所测得的对象进行辨识，最终获得对象模型G_a(s)和G_v(s)；

步骤(3)：在获取到被控对象模型G_v(s)基础上，设计内环速度控制器C_v(s)实现速度反馈闭环，然后再次通过频率响应测试仪测试速度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_p(s)，这样就构成了传统的双闭环控制；

步骤(4)：添加插件式加速度反馈控制，首先把速度控制器C_v(s)的输出驱动量除直接送给硬件驱动外，还同时送出给一个虚拟对象从而得到一个理想输出加速度量；然后用实际加速度计所测得的加速度值减去这个理想输出量，这样利用一个真实含扰动输出量和一个理想无扰动输出量求差可观测出外部扰动量；

步骤(5)：把该估计外部扰动量输入到加速度反馈控制器中则输出得到真实前馈量，最后把该前馈量直接加入速度控制器的给定中，如此便实现了整体的插件式加速度反馈控制。

2.根据权利要求1所述的一种插件式加速度反馈的快反镜光束稳定控制方法，其特征在于：其中，步骤(3)中内环速度控制器C_v(s)和外环CCD位置控制器C_p(s)都设计为PI控制器，其模型参考如下：

CPI(s)=KI.KPs+1s]]>

其中，K_P为比例增益，K_I为积分增益。

3.根据权利要求1所述的一种插件式加速度反馈的快反镜光束稳定控制方法，其特征在于：其中，步骤(4)中由于加速度计对中高频敏感，所以其所测得的对象精度较高，可以认为虚拟对象和真实对象相当；另外，所观测的外部扰动量由于是基于加速度计所得，所以观测得到的扰动量是扰动力矩量。

4.根据权利要求1所述的一种插件式加速度反馈的快反镜光束稳定控制方法，其特征在于：其中，步骤(5)中前馈控制器C_a′(s)理论上为一个常数当量，但是由于所观测的数据包含一定噪声，因此，C_a′(s)设计为如下带一阶滤波环节的控制器模型：

Ca′(s)=KfTfs+1]]>

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，整个反馈回路的扰动抑制能力呈现高通滤波特性，从而有力的提高系统的低频误差抑制能力，也就是中低频跟踪性能。