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题名快速反射镜恒偏差故障观测器设计
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作者
李智斌
潘嘉男
孙崇尚
吴佳彬
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机构
山东科技大学电气与自动化工程学院
中国科学院长春光学精密机械与物理研究所
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出处
《中国光学(中英文)》
北大核心
2025年第1期121-133,共13页
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基金
国家自然科学基金(No.U23A20336,No.52227811)
山东省自然科学基金(No.ZR2021QF140,No.ZR2021QF117,No.ZR2024MF133)
青岛西海岸新区“一事一议”人才项目资助。
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文摘
快速反射镜的工作环境一般比较恶劣,容易受到振动冲击、温度变化等影响,导致故障。本文针对最为普遍的恒偏差故障,提出了一种基于线性矩阵不等式(linear matrix inequality,LMI)的故障观测器设计方法,旨在提高故障检测的可靠性,增强快速反射镜的稳定性以及抗干扰能力。首先,采用基于汉克尔(Hankel)矩阵的模型辨识方法得到了考虑耦合效应的两轴快速反射镜模型。然后,建立了快速反射镜系统的故障模型,采用基于LMI的方法对快速反射镜的故障观测器进行设计。最后,通过仿真与实验对该方法进行验证。结果表明,当快速反射镜的两轴发生执行器和传感器恒偏差故障时,基于黎卡提(Riccati)方程的故障观测器只能检测出其中一个轴的故障,基于LMI的故障观测器对X轴能在故障发生后0.1 s内检测出故障,对Y轴能在故障发生后0.06 s内检测出故障。上述结果表明本文设计的LMI故障观测器能够更加准确地实现对快速反射镜的故障检测。
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关键词
快速反射镜
恒偏差故障
模型辨识
线性矩阵不等式
故障观测器
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Keywords
fast steering mirror
constant bias fault
model identification
linear matrix inequality
fault observer
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分类号
TP394
[自动化与计算机技术—计算机应用技术]
TH691.9
[机械工程—机械制造及自动化]
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