大型望远镜机架驱动系统的高精度控制研究

项目名称： 大型望远镜机架驱动系统的高精度控制研究

项目编号： No.10903003

项目类型： 青年科学基金项目

立项/批准年度： 2010

项目学科： 金属学与金属工艺

项目作者： 周旺平

作者单位： 南京信息工程大学

项目金额： 22万元

中文摘要： 大型天文望远镜的机架驱动精度直接决定着望远镜高分辨率的观测性能。其巨型化发展趋势又使得机架驱动系统承受更强的非线性干扰。目前，此类非线性系统的控制方法主要是PID及其变形算法。虽能满足精度要求，但需较长的调试周期，甚至几个月才能调整完善各相关控制参数。当驱动系统出现较大的维修或改造后，这种繁琐漫长的调试过程又将重演，造成较多观测时间被浪费。本项目拟构造高阶滑模控制器，利用滑模控制对系统内外干扰的不变性来实现高精度机架驱动。通过对该系统内部结构的细致分析，建立精确的数学模型。在此基础上，提出了一类简化的内部非线性动态模型，通过自适应的方法，利用该模型逼近实际的内部动态，将驱动系统转化为一类非线性自适应观测器型，进而利用观测值构造高阶滑模控制方法来消除普通滑模变结构控制易产生的高频振动现象。并试图将该模型的观测值用于对内部动态的补偿，使得机架驱动方便快捷且控制精度较传统方法能提高一倍以上。

中文关键词： 望远镜；机架驱动；非线性自适应观测器；滑模；干扰补偿

英文摘要：

英文关键词： telescope；mount drive；nonlinear adaptive observer；sliding mode；disturbance compensation