快速反射鏡驅動方案及控制策略研究

孫海晶

應用研究

快速反射鏡驅動方案及控制策略研究

孫海晶

（武漢第二船舶設計研究所，武漢 430205）

本文基于音圈電機設計了快速反射鏡的驅動方案，并提出一種以音圈電機和快速反射鏡為控制對象的模型辨識方法，在此基礎上提出一種基于零極點重新配置的改進陷波器控制方法。最后通過實驗了本文設計的有效性。

快速反射鏡 音圈電機 模型辨識 陷波器

0 引言

快速反射鏡（fast steering mirror，FSM）作為一種在目標和接收器之間控制光束路徑的裝置，可實現掃描像移補償、凝視成像等功能，是光電桅桿等設備的重要組成部分，在艦船光學成像技術領域中有著廣泛的應用。基于快速反射鏡的二級視軸穩定系統可以大幅度提升系統的視軸穩定精度，目前被廣泛應用到艦船光電偵察系統中[1]。近三十年來，隨著機械結構、控制電路、傳感器技術和自動控制等技術的進步，越來越多的企業和研究機構對快速反射鏡進行了深入的研究。

在驅動方案方面，MIT 林肯實驗室使用光學四邊形單元反饋和雙通道模擬控制結構設計了一款快速反射鏡驅動系統[2]。德國PI公司主攻壓電陶瓷驅動方案，其最新研制的使用壓電陶瓷驅動的兩自由度FSM性能達世界前列[3]。國防科技大學的研究人員提出了采用基于集中柔度的柔性鉸鏈單元的兩軸柔性支撐結構的FSM系統[4]。中科院長春光機所根據光電穩定平臺的需要，研發了無接觸式力矩器驅動的FSM系統[5]。在控制策略方面，文獻[6]提出了用一種修正的超前滯后控制算法，成功的消除了系統的一次諧振。……