隨著大型光學(xué)望遠鏡口徑的增加，其探測能力和成像分辨力的不斷提升對望遠鏡跟蹤精度要求也越來越高。

    為了滿足大口徑望遠鏡低速、平穩(wěn)跟蹤的需要，伺服控制系統(tǒng)的驅(qū)動單元通常采用具有轉(zhuǎn)動慣量比高、功率密度高、可靠性高、調(diào)速范圍寬的永磁同步電機直接驅(qū)動。然而，由于齒槽轉(zhuǎn)矩、磁通諧波以及電流檢測誤差等因素引起的轉(zhuǎn)矩脈動會引起電機轉(zhuǎn)速的波動，導(dǎo)致伺服控制系統(tǒng)跟蹤性能的下降。因此，研究永磁同步電機轉(zhuǎn)矩脈動的檢測與抑制方法對提高大口徑望遠鏡伺服控制系統(tǒng)的跟蹤精度具有重要的意義。

　　中國科學(xué)院長春光學(xué)精密機械與物理研究所光電探測部精密跟蹤控制團隊，在4m光學(xué)望遠鏡項目需求牽引和支持下，提出了滑模控制和迭代學(xué)習(xí)控制相結(jié)合的魯棒迭代學(xué)習(xí)控制方法，抑制了電機轉(zhuǎn)矩脈動對控制系統(tǒng)轉(zhuǎn)速跟蹤性能的影響，與傳統(tǒng)算法相比較，該控制算法使電機轉(zhuǎn)矩脈動降低了33%。迭代學(xué)習(xí)控制器對系統(tǒng)未知周期性擾動進行實時估計，以抑制系統(tǒng)的周期性轉(zhuǎn)矩脈動；滑模控制器對系統(tǒng)的內(nèi)部參數(shù)攝動和外部負(fù)載擾動等非周期性擾動，進行自適應(yīng)的估計和前饋補償，以增強系統(tǒng)的抗擾動性能。魯棒迭代學(xué)習(xí)控制方法在實現(xiàn)對永磁同步電機轉(zhuǎn)矩脈動有效抑制的同時，保證了系統(tǒng)的魯棒性和動態(tài)響應(yīng)能力。該控制算法為4m大口徑望遠鏡的永磁同步驅(qū)動電機的低速、高精度控制提供了技術(shù)基礎(chǔ)。相關(guān)研究結(jié)果發(fā)表于近期IEEE Transactions on Power Electronics (DOI:10.1109/TPEL.2017.2711098)。

魯棒迭代學(xué)習(xí)控制頻譜分析：(a)速度頻譜分析對比；(b) 相電流頻譜分析對比