潜望式空间光电目标捕获终端脉冲控制方法研究

潜望式光电终端由于其光学系统不在回转机构中,可以大大减少系统的重量,所以近年来被广泛地使用在空间光电系统中.但是其非对称式结构会因为空间环境中的低温、真空条件发生冷焊现象而引起终端中转台的摩擦力矩呈非线性状态,进而影响控制器对转台的控制精度.针对该问题,本文提出了一种利用软件方法实现的"动态润滑"的概念,通过高频脉冲叠加PID控制方法,在闭环控制器的输出端叠加高频脉冲因子,使得系统处于动态稳定的状态,实现对转台轴承的动态"润滑",补偿了摩擦力矩,使控制器输出无死区,从而有效地保证控制器输出的线性度.最后还通过利用高低温环境试验验证了该控制方法的实际效果.试验中实测得转台在温度由-30℃~50℃期间的定位精度均小于10μrad,正弦曲线跟踪精度小于28μrad,并且分布较为均匀.实验结果表明,采用高频脉冲叠加PID控制方法达到了补偿摩擦力矩的效果,实现了在温度环境变化较大的条件下对光电终端进行高精度、稳定控制,满足对在空间任务中的瞄准和跟踪要求.