[发明专利]一种用于扫描成像系统消除像旋的双向控制方法

摘要

一种用于扫描成像系统消除像旋转的伺服控制方法，涉及成像技术领域。解决现有采用机械联动，或电机伺服结合机械联动的方法消除像旋，导致传动精度低，或者采用电机伺服驱动，但同时存在难以实现扫描镜与消旋机构的严格协同运动的问题，单电机指令跟踪控制器接收扫描镜转动指令，分别对扫描镜伺服电机和消旋机构伺服电机的转动进行控制；力矩估计器分别估计单电机指令跟踪控制器作用在电机轴系上的等效驱动力矩，为四通道双向控制器提供力矩信息。所述四通道双向控制器通过扫描镜伺服电机和消旋机构伺服电机这两套伺服系统之间的位置/力矩混合控制实现二者的电气联动。本发明提高了电机伺服消旋系统中扫描镜与消旋机构之间的协同运动性能。

主权项

1.一种用于扫描成像系统消除像旋的双向控制方法，包括单电机指令跟踪控制器A、单电机指令跟踪控制器B、两个等效力矩估计器和四通道双向控制器，所述单电机指令跟踪控制器A和单电机指令跟踪控制器B分别用于扫描镜伺服电机和消旋机构伺服电机对指令的跟踪；所述等效力矩估计器为四通道双向控制器的计算提供力矩信息；所述四通道双向控制器用于协调扫描镜伺服电机和消旋机构伺服电机的转动；其特征是，具体方法为： 步骤一、根据扫描镜转动指令，分别获得扫描镜伺服电机的角位置信息θ₁和角速度信息以及消旋机构伺服电机的角位置信息θ₂、角速度信息然后将消旋机构伺服电机的角位置信息乘以比例系数a后与扫描镜伺服电机的角位置信息作差，获得位置差值aθ₂-θ₁；将扫描镜伺服电机角位置信息乘以比例系数1/a后与消旋机构伺服电机的角位置信息作差，获得位置差值θ₁/a-θ₂；将扫描镜伺服电机的角速度信息和消旋机构伺服电机的角速信息计算速度信息差和步骤二、单电机指令跟踪控制器A根据扫描镜转动指令与扫描镜伺服电机的角位置信息的差，获得扫描镜伺服电机的指令跟踪控制量u_c1；单电机指令跟踪控制器B根据所述扫描镜转动指令与乘以比例系数a的消旋机构伺服电机的角位置信息的差，获得消旋机构伺服电机的指令跟踪控制量u_c2； 步骤三、计算扫描镜伺服电机和消旋机构伺服电机的等效力矩估计值； 具体过程为：将步骤一获得的扫描镜伺服电机的角位置信息θ₁经等效力矩估计器内的标准电机逆模型与低通滤波器乘积的传递函数后，与上一周期经过低通滤波器的扫描镜伺服电机的双向控制量u_b1相减所得的差值作为扫描镜伺服电机上的等效力矩估计器的输出值；根据步骤一获得的消旋机构伺服电机的角位置信息θ₂经等效力矩估计器内的标准电机逆模型与低通滤波器乘积的传递函数后，与上一周期经过低通滤波器的消旋机构伺服电机的双向控制量u_b2相减所得的差值作为消旋机构伺服电机上的等效力矩估计器的输出值； 步骤四、将步骤一获得的位置差值aθ₂-θ₁和θ₁/a-θ₂与步骤三获得的扫描镜伺服电机和消旋机构伺服电机的等效力矩估计值重新计算扫描镜伺服电机的双向控制量u_b1和消旋机构伺服电机的双向控制量u_b2； 步骤五、将步骤二获得的扫描镜伺服电机的指令跟踪控制量u_c1和消旋机构 伺服电机的指令跟踪控制量u_c2分别与步骤四获得的扫描镜伺服电机的双向控制量u_b1和消旋机构伺服电机的双向控制量u_b2叠加，叠加后的输出值作用在相应的电机上。