重庆理工大学学报（自然科学）

重庆理工大学学报（自然科学） ›› 2020, Vol. 34 ›› Issue (12): 89-95.doi: 10.3969/j.issn.1674-8425(z).2020.12.012

• 机械·材料 • 上一篇    下一篇

赤道式望远镜的变结构PI控制

王雪峰1,2,张 斌1,王鸣浩1,杨晓霞1,李玉霞1,吴庆林1   

  1. 1.中国科学院长春光学精密机械与物理研究所,长春 130033;2.中国科学院大学,北京 100049
  • 收稿日期:2019-07-05 出版日期:2021-01-28 发布日期:2021-01-28
  • 作者简介:王雪峰，男，硕士研究生，主要从事主动光学面形控制系统、伺服控制、电机控制研究，Ｅ-ｍａｉｌ：１２１７２９９０５２＠ｑｑ．ｃｏｍ；通讯作者张斌，男，博士，副研究员，主要从事望远镜伺服系统、主动光学控制系统等方面研究，Ｅ-ｍａｉｌ：１３８４４９０８２８９＠１６３．ｃｏｍ。
  • 基金资助:
    粤港关键领域重点突破项目（２００４Ａ１０４０３０２１）；广东省攻关项目（２００６Ａ１０４０１００６）

  • Received:2019-07-05 Online:2021-01-28 Published:2021-01-28

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摘要： 为提高赤道式望远镜伺服系统的性能，分析了经典ＰＩ控制器的特点，并结合变结构的思想，设计了一种变结构ＰＩ控制器（ＶＳＰＩ）。构造了以速度误差为自变量的比例增益函数和以位置误差为自变量的积分增益函数，通过这两个函数，ＶＳＰＩ能够根据误差的变化实时改变其结构和参数。针对某赤道式望远镜的传递函数模型，仿真比较了经典ＰＩ和ＶＳＰＩ的控制结果，验证了ＶＳＰＩ的作用，同时在望远镜上进行了实验。实验结果表明：应用ＶＳＰＩ控制器后，赤道式望远镜的１°位置阶跃过渡时间由０．６８ｓ缩短至０．５９ｓ，稳态误差由０．６２″ＲＭＳ减小到０１３″ＲＭＳ，等效正弦跟踪误差由３″ＲＭＳ减小到１．８７″ＲＭＳ。采用变结构ＰＩ控制器的伺服系统性能明显提高，满足赤道式望远镜跟踪精度高、响应速度快的要求。

关键词: 赤道式望远镜, 变结构, ＰＩ控制器, 位置控制, 速度控制

中图分类号: 

  • TH751