机械式光栅拼接稳定性全闭环控制技术研究

来源：机械工程学报杂志2015年第10期北京时间：

作者：邵忠喜, 韩德东, 周维江, 梁迎春

单位：哈尔滨工业大学机电工程学院 哈尔滨 150001

摘要：激光惯性约束聚变对机械式拼接光栅的稳定性提出更高的要求，采用全闭环控制技术实现光栅拼接的高稳定性。为提高光栅装置的拼接精度，分析柔性机构的运动性能，从理论上推导精确的拼接机构运动控制算法；以电容微位移传感器作为反馈元件，研究动光栅位姿监测算法，实现动光栅位姿的实时监测。综合应用拼接机构运动控制算法和光栅位姿监测算法，实现光栅拼接稳定性的单神经元自校正PID全闭环控制；设计了光学检测系统，进行光栅拼接试验，并测试拼接装置的运动精度和稳定性，评估光栅拼接稳定性全闭环控制技术的可行性。试验结果表明拼接机构定位精度为0.2 μrad/步(转动)、10 nm/步(平动)，转动稳定精度小于1.2 μrad/30 min、平动小于24 nm/30 min(平动)，满足光栅拼接任务的要求。

关键词：高精度控制,高稳定性控制,惯性约束聚变,光栅拼接,全闭环控制,位姿监测；

基金资助：国家自然科学基金(51475114)、2013年度高等学校博士学科点专项科研基金(20132302120041)、黑龙江省自然科学基金(E201424)和中央高校基本科研业务费专项资金(HIT.NSRIF.2013051)资助项目