二维耦合光学摆镜伺服控制系统

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二维耦合光学摆镜伺服控制系统

毛博年, 孟新, 卞春江, 高东, 张磊

文章导航 > 红外与激光工程 > 2015 > 44(2): 544-548

毛博年, 孟新, 卞春江, 高东, 张磊. 二维耦合光学摆镜伺服控制系统[J]. 红外与激光工程, 2015, 44(2): 544-548.

引用本文:

毛博年, 孟新, 卞春江, 高东, 张磊. 二维耦合光学摆镜伺服控制系统[J]. 红外与激光工程, 2015, 44(2): 544-548.

Mao Bonian, Meng Xin, Bian Chunjiang, Gao Dong, Zhang Lei. Servo control system in two-dimensional coupled optics swing mirror[J]. Infrared and Laser Engineering, 2015, 44(2): 544-548.

Citation:

Mao Bonian, Meng Xin, Bian Chunjiang, Gao Dong, Zhang Lei. Servo control system in two-dimensional coupled optics swing mirror[J]. Infrared and Laser Engineering, 2015, 44(2): 544-548.

二维耦合光学摆镜伺服控制系统

毛博年^1,2,
孟新¹,
卞春江¹,
高东¹,
张磊¹

1.
中国科学院空间科学与应用研究中心复杂航天系统电子信息技术重点实验室,北京100190;
2.
中国科学院大学,北京100049

作者简介:
毛博年(1981-),男,博士生,主要从事星上信息获取与处理技术方面的研究工作。Email:bnmao@hotmail.com

中图分类号: TP275

Servo control system in two-dimensional coupled optics swing mirror

1.
Key Laboratory of Electronics and Imformation Technology for Space Systems,CSSAR,CAS,Beijing 100190,China;
2.
University of Chinese Academy of Sciences,Beijing 100049,China

摘要: 二维耦合光学摆镜是扫描式星载红外光学系统的关键运动部件,其运动特性对伺服系统提出了高精度位置控制与运动解耦的特殊要求。在建模与仿真分析的基础上,提出了一种新的耦合偏移补偿与分割步进的解耦策略,采用位置环与速度环双闭环的PID控制算法,使用有限转角力矩电机和高精度旋转变压器作为执行与测量元件,以DSP为核心构建了二维耦合光学摆镜伺服控制系统。实验结果表明:该方法设计的控制系统二维运动解耦正确,控制精度高,响应时间短,动态特性好且超调小,可广泛应用于高精度摆动扫描控制系统的研究领域,具有很好的工程应用前景。
- 伺服控制系统 /
- 运动解耦 /
- PID /
- 有限转角力矩电机
Abstract: Two-dimensional coupled optics swing mirror is a core module in an infrared optical scanning system of space, which demands special requirements of high precision and decoupling movement in a servo control system. A novel decoupling strategy called coupled offset compensation and segmentation stepping method was proposed based on accurate system modeling, abundant simulating and analysis results. The proposed servo control system of optics swing mirror was mainly constructed with a DSP chip, high precision brushless resolvers and limited angle brushless torque motors, which adopted position feedback and velocity feedback by PID algorithm. The experimental results indicate that the novel decoupling strategies are correct and that the servo control system makes the swing mirror achieve high precision movement which has a good dynamic characteristics, short response time and small overshoot. The method applied to the servo control system can be widely used in the field of high-precision swing scanning control system and possesses a great application prospect.
- servo control system /
- decoupling movement /
- PID /
- limited angle brushless torque motor

[1]	Ghazali R, Sam Y M, Rahmat M F, et al. Position tracking control of an electro-hydraulic servo system using sliding mode control[C]//SCOReD 2010, 2010: 240-245.
[2]
[3]
[4]	Anas S R, Jaison H, Gopinath A, et al. Modeling and simulation analysis of a redundant electromechanical actuator based position servo system[C]//ICCCET2011, 2011: 358-363.
[5]
[6]	Masuda S. A direct PID gains tuning method for DC motor control using an input-output data generated by disturbance response [C]//IEEE International Conference Control Applications, 2011: 724-729.
[7]
[8]	Shardlow M A, Greening J J. D.C. motor control [C]//IET Seminar Digest, 2008,12391: 64-83.
[9]	Chen Zhibin, Liang Yan. Full automatic testingtechnology about resolution of aiming systemof laser range finder [J]. Infrared and Laser Engineering, 2004, 34(5): 453-457. (in Chinese)
[10]
[11]
[12]	O'Neil R R, Gibson J J. Infrared earth limb and terrestrial background measurements from the MSX satellite [C]//43rd AIAA Aerospace Sciences Meeting and Exhibit, 2005: 11971-11977.
[13]	Soto-Romero G, Bony F, Simonne J J, et al. Micro infrared earth sensor project: an integrated IR camera for earth remote sensing[C]//SPIE, 2001, 4540: 176-187.
[14]
[15]	Zhao Jianhui, Tian Xinling. Analysis and implementation of limited angleswing scanning control system [J]. Infrared and Laser Engineering, 2007, 36(3): 357-360. (in Chinese)

[1]	刘尚波, 丹泽升, 廉保旺, 徐金涛, 曹辉. 干涉式闭环光纤陀螺仪的PSO-PID控制优化方法 . 红外与激光工程, 2024, 53(3): 20230626-1-20230626-12. doi: 10.3788/IRLA20230626
[2]	张鹏辉, 赵扬, 李鹏, 周志权, 白雪, 马健. 基于有限元法的激光声磁检测系统优化研究 . 红外与激光工程, 2022, 51(7): 20210533-1-20210533-9. doi: 10.3788/IRLA20210533
[3]	董全睿, 王伟国, 陈飞, 陈涛, 张振东, 刘廷霞. 基于自适应卡尔曼算法的单探测器解耦控制技术研究 . 红外与激光工程, 2022, 51(6): 20210375-1-20210375-8. doi: 10.3788/IRLA20210375
[4]	王瑞, 苏秀琴, 乔永明, 吕涛, 王轩, 王凯迪. 基于双前馈+双神经网络自适应快速反射镜的解耦控制 . 红外与激光工程, 2021, 50(11): 20210194-1-20210194-7. doi: 10.3788/IRLA20210194
[5]	许绘香, 孔国利. 采用Ziegler-Nichols-PID算法的激光红外多通池压强控制系统研制 . 红外与激光工程, 2020, 49(9): 20190551-1-20190551-6. doi: 10.3788/IRLA20190551
[6]	杜亚雯, 董全林, 蒲小琴, 李黎明, 张春熹. 基于模糊滑模的激光导引头伺服控制系统仿真分析 . 红外与激光工程, 2019, 48(S2): 31-37. doi: 10.3788/IRLA201948.S213003
[7]	穆叶, 胡天立, 陈晨, 宫鹤, 李士军. 采用模拟PID控制的DFB激光器温度控制系统研制 . 红外与激光工程, 2019, 48(4): 405001-0405001(7). doi: 10.3788/IRLA201948.0405001
[8]	李瑞君, 赵文楷, 何园涛, 黄强先. 一维纳米定位控制系统 . 红外与激光工程, 2018, 47(10): 1017005-1017005(6). doi: 10.3788/IRLA201847.1017005
[9]	于涛. 月基极紫外相机指向机构控制系统 . 红外与激光工程, 2018, 47(3): 318002-0318002(6). doi: 10.3788/IRLA201847.0318002
[10]	李营营, 江志坤, 王安琪. 用于稳定激光功率的数字控制系统 . 红外与激光工程, 2016, 45(4): 406004-0406004(5). doi: 10.3788/IRLA201645.0406004
[11]	战俊彤, 付强, 段锦, 张肃, 高铎瑞, 姜会林. 利用位置式数字PID 算法提高DFB 激光器驱动电源稳定性 . 红外与激光工程, 2015, 44(6): 1757-1761.
[12]	吴军, 王海伟, 郭颖, 洪光烈, 何志平, 徐卫明, 舒嵘. 资源有限FPGA的多通道时间-数字转换系统 . 红外与激光工程, 2015, 44(4): 1208-1217.
[13]	杜丽芳, 杨国韬, 程学武, 王继红, 岳川, 陈林祥. 基于多普勒测风激光雷达的锁频系统与激光测速系统的设计与实现 . 红外与激光工程, 2015, 44(9): 2562-2568.
[14]	李永倩, 孟祥腾, 安琪, 吕安强, 王跃, 王宇. 电光调制器自适应偏振控制系统设计与实现 . 红外与激光工程, 2015, 44(6): 1854-1858.
[15]	孙婷婷, 储海荣, 贾宏光, 张跃, 李岩. 捷联式光学导引头视线角速率解耦与估计 . 红外与激光工程, 2014, 43(5): 1587-1593.
[16]	邓永停, 李洪文, 王建立, 阴玉梅, 吴庆林. 基于DSP和FPGA的望远镜伺服控制系统设计 . 红外与激光工程, 2014, 43(3): 908-914.
[17]	李江澜, 石云波, 赵鹏飞, 高文宏, 陈海洋, 杜彬彬. TEC 的高精度半导体激光器温控设计 . 红外与激光工程, 2014, 43(6): 1745-1749.
[18]	戴俊珂, 姜海明, 钟奇润, 谢康, 曹文峰. 基于自整定模糊PID算法的LD温度控制系统 . 红外与激光工程, 2014, 43(10): 3287-3291.
[19]	粘伟, 刘兆军, 林喆, 吴春楠. 傅里叶光谱仪的光程扫描控制系统设计 . 红外与激光工程, 2013, 42(8): 2085-2091.
[20]	张亦男, 谈宜东, 张书练. 用于全内腔微片激光器稳频的温度控制系统 . 红外与激光工程, 2012, 41(1): 101-106.

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二维耦合光学摆镜伺服控制系统

1. 中国科学院空间科学与应用研究中心复杂航天系统电子信息技术重点实验室,北京100190;

2. 中国科学院大学,北京100049

作者简介:
毛博年(1981-),男,博士生,主要从事星上信息获取与处理技术方面的研究工作。Email:bnmao@hotmail.com

收稿日期: 2014-06-10
修回日期: 2014-07-12
刊出日期: 2015-02-25

中图分类号: TP275

关键词:

摘要: 二维耦合光学摆镜是扫描式星载红外光学系统的关键运动部件,其运动特性对伺服系统提出了高精度位置控制与运动解耦的特殊要求。在建模与仿真分析的基础上,提出了一种新的耦合偏移补偿与分割步进的解耦策略,采用位置环与速度环双闭环的PID控制算法,使用有限转角力矩电机和高精度旋转变压器作为执行与测量元件,以DSP为核心构建了二维耦合光学摆镜伺服控制系统。实验结果表明:该方法设计的控制系统二维运动解耦正确,控制精度高,响应时间短,动态特性好且超调小,可广泛应用于高精度摆动扫描控制系统的研究领域,具有很好的工程应用前景。

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