[发明专利]一种抑制风载荷扰动的大型天文望远镜高精度控制系统及方法

摘要

一种抑制风载荷扰动的大型天文望远镜高精度控制系统及方法。提出了一种新型的望远镜控制系统及方法。区别于目前天文望远镜广泛采用的三环控制方法(位置环、速度环、电流环)。本方法引入了加速度闭环回路，并且在此基础上进一步实现了扰动的观测与补偿。构成了一种新型的大型天文望远镜控制模式。此方法能够显著提高系统对抗外部扰动、如风载荷的抗扰能力。对大型望远镜的环境适应能力具有显著的提高。

主权项

1.一种抑制风载荷扰动的大型天文望远镜高精度控制系统，其特征在于包括：硬件上包括：望远镜转台(101)、加速度计(100-A、100-B)、力矩电机(102)、光电编码器(103)、基座(104)、主控计算机(111)、电机驱动器(110)；其中，加速度计(100-A、100-B)对称安装在望远镜转台(101)上面，与转台固联，两个加速度计离旋转中心的距离相同、敏感方向相同，敏感方向为转台旋转的切线方向；转台与力矩电机(102)轴固联；同时光电编码器(103)内轴与力矩电机(102)轴固联，力矩电机外壳与基座(104)固联，光电编码器外壳与电机外壳及基座固联；软件模块上包括：扰动观测与补偿器(1001)、加速度环控制器(1002)、速度环控制器(1003)、位置环控制器(1004)；其中位置环控制器(1004)在最外环，接收外部发过来的位置给定信号p*以及光电编码器送出的位置反馈信号p，经位置环控制器调节后，送出速度给定信号v*；速度环控制器(1003)接收位置环控制器输出的速度给定信号v*、光电编码器送出的位置差分出的速度信号v，调节后，送出加速度给定信号a*；加速度环控制器(1002)接收速度环控制器输出的加速度给定信号a*、加速度计反馈的望远镜转台加速度信号a，调节后，送出初始电流给定ii；扰动观测与补偿器(1001)接收加速度环控制器输出的初始电流给定ii、加速度计反馈的望远镜转台加速度信号a，扰动观测与补偿器根据输入信号观测出扰动量并计算出相应的补偿量ic，ic即可用来抵消掉外部扰动对望远镜转台的影响，将ic叠加到加速度控制器输出的初始电流给定量上ii，得到最终的电流给定i*，将i*送给电机驱动器驱动望远镜转台精密转动；各软件模块均运行于主控计算机(111)上。