阮 勇，徐田荣，杨 涛，唐 涛*

具有延迟特性的倾斜镜系统中速度-位置控制方法

阮 勇1,2,3，徐田荣1,2,3，杨 涛1,2,3，唐 涛1,2,3*

1中国科学院光电技术研究所，四川 成都 610209；2中国科学院光束控制重点实验室，四川 成都 610209；3中国科学院大学，北京 100049

在基于图像传感器的倾斜镜控制系统中，由于传感器采样频率和系统延时的影响，限制了系统的闭环性能和控制带宽。在有限带宽的条件下，本文提出利用光栅尺测量位置，差分得到速度，实现基于图像传感器系统的速度-位置反馈控制，从而提升倾斜镜控制系统的误差抑制能力。速度反馈环节的引入，使控制系统呈微分特性，当速度反馈闭环完成后，图像位置回路具有积分特性，此时使用PI控制器稳定系统，从而使得系统从零型上升为二型系统，提升系统的误差抑制能力。仿真和实验都证明这种方法可以有效地提高跟踪控制系统的闭环性能。

倾斜镜；光栅尺；图像传感器；时延；速度-位置控制；误差抑制

1 引 言

倾斜镜控制系统广泛应用于光电跟踪系统中，在目标跟踪、目标观测、空间通信等领域中有着广泛的应用[1-3]。图像传感器探测目标，为控制系统提供位置偏差，该偏差为倾斜镜的输入信号，由此形成位置闭环系统。倾斜镜控制系统是实现光电跟踪系统高精度跟踪的关键，提高跟踪性能最有效的办法是在高带宽的条件下提高控制系统的增益。然而在基于图像的倾斜镜控制系统中，由于大量的时延以及图像传感器采样频率的限制，很难提升控制系统的带宽[4-5]。……