[发明专利]电磁式快反镜的跟踪控制系统及带宽提高和相位滞后补偿方法

摘要

本发明涉及一种电磁式快反镜的跟踪控制系统及带宽提高和相位滞后补偿方法，该控制系统包括：输入模块、闭环控制系统、与闭环控制系统串联连接的零相差前馈补偿器和输出模块；其中所述的闭环控制系统由不完全微分PID控制器、快速反射镜和SGS应变传感器组成；控制系统通过在传统PID控制器中的微分环节中引入惯性环节构成不完全微分PID控制器，以不完全微分PID控制算法来消除电磁式快速反射镜机构低阶谐振的不稳定影响，达到使控制带宽超过其谐振频率的目的；同时，在闭环控制系统的前端基于零极点对消，引入零相差前馈补偿器，减少跟踪控制系统的相位滞后量；本发明控制方法简单易执行，适用性强，能够有效地提高电磁式快速反射镜的控制带宽，并取得良好的滞后补偿效果，从而提升快速反射镜的跟踪性能。

主权项

1.一种电磁式快反镜的跟踪控制系统，包括输入模块、闭环控制系统、与闭环控制系统串联连接的零相差前馈补偿器和输出模块；所述的输入模块包含信号处理和AD接口；所述的闭环控制系统由不完全微分PID控制器、快速反射镜和SGS应变传感器组成；所述的零相差前馈补偿器基于零极点对消，用于闭环控制系统的相位滞后补偿；所述的不完全微分PID控制器由比例、积分和引入惯性环节的微分控制部分组成，用于根据快速反射镜的实际转角量与经零相差前馈补偿器补偿后的设定转角量之间的偏差，实现系统不变参数的跟踪控制，不完全微分PID控制器的传递函数表示为：式中：kp为比例环节系数，ki为积分环节系数，kd为微分环节系数，Tf为惯性环节时间常数，s为复变量；所述的快速反射镜基于音圈电机驱动，并采用大口径反射镜片；所述的SGS应变传感器用于对快速反射镜偏转角度的传感测量，并将测量信号作为闭环控制系统的反馈信号。