中国科学院南京天文光学技术研究所机构知识库

“阿里原初引力波探测计划”隶属于我国“引力波探测计划”中地面部分，项目旨在通过对北半球原初引力波的观测，推动中国引力波探测技术发展。本论文研究课题来源于此项目，针对引力波探测器实验基座搭建相应的控制平台，并对其控制方法开展理论和实验研究，为将来的工程应用提供参考。

引力波探测望远镜在探测过程中，需要实现三种运动：方位轴高速高精度扫描运动、俯仰轴天区切换运动和镜筒定期自转校正运动。方位轴高速高精度扫描运动，与传统天文望远镜有较大的区别，方位轴最大扫描速度可达 20°/s，精度要求不超过 20″。

因此，在高速情况下保持高精度控制是其中的关键问题。

本论文通过对望远镜控制系统进行MATLAB 仿真，采用粒子群遗传组合算法（
Particle Swarm Optimization Genetic Algorithm,PSOGA）对控制器进行参数优化，将所得参数在实验平台中进行验证，并与遗传算法（Genetic Algorithm,GA）、粒子群算法（Particle Swarm Optimization,PSO）的优化结果进行仿真与实测对比，通过对比三种算法在不同速度下的调节时间与均方误差，验证PSOGA算法在以UMAC控制器为核心的高速高精度控制系统中的优越性。

作者完成的主要工作如下：
（1）搭建了基座方位轴控制系统的实验平台及SIMULINK仿真模型；
（2）使用粒子群遗传组合算法（PSOGA）对基座控制系统参数进行优化；
（3） 分别在仿真和实测中对算法的控制和跟踪性能进行验证，并与GA算法、PSO算法进行对比。

实验结果证明PSOGA算法的优化参数在方位轴以20°/s 的速度运动时，稳定时间为 0.18s，误差为12″，小于20″的要求，满足实验平台在高速运动下的控制精度要求。