激光通信快速反射镜系统辨识与平衡截断

音圈电机快速反射镜是激光通信精跟踪的执行机构,其柔性结构与双轴耦合特性会导致系统谐振模态增多、模型阶次高等复杂控制问题,基于递推最小二乘等传统辨识方法建立精确模型是十分困难的,难以满足高精度控制器的设计要求.对于该问题,本文提出了基于Hankel矩阵模型解算与平衡截断建立高精度模型的方法.首先,根据系统激励序列与响应序列建立Hankel矩阵,其奇异值分解确定模型阶次,可观、可控矩阵解算确定模型参数;其次,建立系统的平衡实现,并基于平衡截断原理完成模型降阶.本文从频率特性角度评价了系统模型的辨识精度,结果表明,相比于经典的模型辨识方法,本文建立的系统模型阶次更低且辨识精度更高,充分满足现代理论高...

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Published in控制理论与应用 Vol. 41; no. 12; pp. 2315 - 2324
Main Authors 张建强, 孙崇尚, 吴佳彬, 李智斌, 周克敏
Format Journal Article
LanguageChinese
Published 山东科技大学电气与自动化工程学院,山东青岛 266590%山东科技大学电气与自动化工程学院,山东青岛 266590%中国科学院长春光学精密机械与物理研究所,吉林长春 130025 01.12.2024
南京大学高端控制与智能运维研发中心,江苏苏州 215163
Subjects
voice coil actuator fast steering mirror
平衡截断
系统辨识
system identification
音圈电机快速反射镜
laser communication
balanced truncation
激光通信
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ISSN1000-8152
DOI10.7641/CTA.2023.20770

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Summary:音圈电机快速反射镜是激光通信精跟踪的执行机构,其柔性结构与双轴耦合特性会导致系统谐振模态增多、模型阶次高等复杂控制问题,基于递推最小二乘等传统辨识方法建立精确模型是十分困难的,难以满足高精度控制器的设计要求.对于该问题,本文提出了基于Hankel矩阵模型解算与平衡截断建立高精度模型的方法.首先,根据系统激励序列与响应序列建立Hankel矩阵,其奇异值分解确定模型阶次,可观、可控矩阵解算确定模型参数;其次,建立系统的平衡实现,并基于平衡截断原理完成模型降阶.本文从频率特性角度评价了系统模型的辨识精度,结果表明,相比于经典的模型辨识方法,本文建立的系统模型阶次更低且辨识精度更高,充分满足现代理论高性能控制系统的设计与应用要求.
ISSN:1000-8152
DOI:10.7641/CTA.2023.20770