[发明专利]一种抑制全频扰动的控制方法

摘要

本发明公开了一种抑制全频扰动的控制方法。该方法通过将一个带有新型的Q滤波器的附加控制补偿器插入到原有的反馈控制回路中来抑制望远镜系统中存在的扰动。此外，该方法采用了一种新的方式来设计Q滤波器，即从设计灵敏度函数ESF(s)(ESF(s)＝1‑Q(s))出发，反推出Q滤波器的形式。本发明可以在系统扰动频率能够获取的情况下，对系统存在的扰动实现最佳地较正，使系统误差得到衰减，在很大程度上提高了系统的扰动抑制能力。本发明是在控制算法上对系统结构进行优化，不需要增加额外的器件，节约了成本。同时，该方法思路新颖，结构简单，仅仅依赖于一个低频模型，易于操作和实现，容易得到推广。

主权项

1.一种抑制全频扰动的控制方法，其特征在于：其步骤如下：步骤(1)：搭建一个经典的位置反馈控制实验平台，以位置敏感器(PSD)作为位置误差检测原件组成位置反馈回路；步骤(2)：构建一种基于误差的扰动观测器，将改进的控制补偿器插入已有的反馈控制回路中；步骤(3)：设计科学合理的灵敏度函数从而产生新的Q滤波器来有效地抑制望远镜中的振动；其中，采用一种新的方式来设计该新的Q滤波器，即从设计灵敏度函数ESF(s)(ESF(s)＝1‑Q(s))出发，反推出Q滤波器的形式；由于望远镜系统中的扰动不仅分布在中低频区域，系统中的传感器带来的噪声还分布在中高频区域，为了提高整个系统的闭环性能，必须有效地抑制扰动；因此，针对中低频扰动设计出的灵敏度函数ESF1(s)在复频域(s域)可以表示为以下形式：其中，QL(s)是一个低通滤波器，a为一个可调参数，并且0其中，Qn(s)是一个陷波滤波器，n为一个正整数，ζi、αi为两个可调参数，并且0<ζi<1，αi>1，wi为扰动所在频率，i为迭代因子；结合以上两种灵敏度函数可以得到一个新的灵敏度函数ESF(s)，其在复频域(即s域)的形式可以表示为：其中，Q(s)是一个新的滤波器，QL(s)是一个低通滤波器，Qn(s)是一个陷波滤波器，m、k、n为正整数,并且m≥3、k≥2；此外a、ζi、αi为可调参数，01，wi为扰动所在频率，i为迭代因子；由此可以得出所述的新的Q滤波器在复频域(即s域)的形式可以表示为：