中国科学院南京天文光学技术研究所机构知识库

本论文主要内容还包括:(1)概括了国内外大型天文望远镜运动控制技术发展现状。(2)以2.5 米望远镜为对象，建立主轴系统的数学模型，推导了转动惯量方程、运动学方程、动力学方程。研究了该望远镜的跟踪运动，包括各主轴运动轨迹、角速度、角加速度和惯量耦合。(3)对大型天文望远镜主轴系统的非线性因素进行分析。通过模态实验和编码器采样信号FFT 频谱分析，获得望远镜的固有频率和油垫对望远镜方位轴的干扰频率。(4)对2.5 米望远镜主轴建立控制模型，采用了带NOTCH滤波器的速度/加速度前馈补偿的PID 复合控制策略，提高了伺服系统性能。进行了过渡过程、低速、模拟跟踪天体等实验，并通过实验结果对比了控制算法。(5)设计了一种H∞鲁棒控制器，使得含有模型不确定性和外部干扰的摩擦驱动控制系统具有高精度的跟踪能力。通过确定系统的优化模型和加权函数，求解Riccati 方程获得H∞控制器。仿真实验结果表明H∞控制器不依赖于对象模型，可最大限度地消除模型不确定性和扰动的影响。