大口径光电高分辨成像远镜主镜电液型高精度位姿控制系统

受自身重力、温度、不同工况下的外部干扰等影响,大望远镜主镜自由状态下位姿会产生巨大变化,导致后端光路不能对准,高分辨率成像质量下降,甚至图像飞出靶面.为消除主镜位姿变化对成像质量带来的影响,本文采用新型高精度电液控制系统对大望远镜主镜位姿进行控制.首先建立望远镜主镜位姿解算模型,分析主镜姿态变化原理;其次采用五个分区的多电机电液控制系统实现主镜姿态主动控制,建立各分区的液压控制系统模型,利用基于望远镜俯仰轴运动时位置误差的多元线性拟合前馈控制(EEFC)及线性自抗扰控制方法(LADRC)进行主镜位姿控制;最后进行测试,结果表明:4 m望远镜俯仰轴匀速运动时,可将主镜Z向平移精度从91.5 μm提升到0.5 μm,偏转角度精度从3 arcsec提升到0.05 arcsec.在1.2 m望远镜俯仰轴变速运动时,可将主镜Z向平移精度从5.04 μm提升至0.2 μm,角度偏移精度从0.65 arcsec提升到0.05 arcsec.在主镜上施加多点力促动器驱力时,主镜Z向位移精度从12.2 μm提升到2 μm内,角度偏移精度从1 arcsec提升到0.03 arcsec.通过测试验证,该控制系统可有效实现主镜光轴稳定,有效保证后端光路的对准与高分辨率自适应成像.