；
[0018] 图2为本发明所采用的模拟控制电路的控制框图；
[0019] 图3为本发明采用的模拟控制电路的控制示意图。其中，Us)代表控制算法电 路的传递函数，G_ P(s)代表模拟补偿电路的传递函数，Gfsm(S)代表快速反射镜系统的传递 函数；
[0020] 图4为实现有零极点的传递函数的模拟电路图。
【具体实施方式】
[0021] 下面结合附图和具体实施例进一步说明本发明。
[0022] 本发明提出的模拟控制电路的控制框图如图2所示，包括模拟信号接口电路（1)、 控制算法电路（2)、模拟补偿电路（3)、减法器（4)、快速反射镜系统（5)、微分电路（6)、检测 元件（7)。其中减法器（4)、快速反射镜系统（5)、微分电路（6)构成一个整体，对快速反射 镜的结构谐振处的高峰进行平坦化处理，模拟补偿电路（3)对调整后的快反镜系统进行频 率补偿。控制算法电路（2)对补偿调整后的快速反射镜系统采用控制算法进行控制。
[0023] 本实施方式中，首先采用动态信号分析仪，通过正弦波扫描的电路得到快速反射 镜系统的幅频特性。快速反射镜系统通常被认为是一个三阶系统，其分子是常数，分母是一 个三阶环节。由多项式公理可知，三阶多项式总是有一个实数根，所以快速反射镜系统的传 递函数可以分解成一个二阶振荡环节以及一个惯性环节的串联组合：
[0025] 其中，s为拉普拉斯算子，待辨识的参数，不同的快速反射镜系统对应的参数 Ini不同。
[0026] 对快速反射镜系统进行频率补偿，消除谐振峰的影响，主要是需要消除上述式子 中的二阶振荡环节，本模拟控制电路的控制示意图如图3所示。根据控制原理的等效变换 原则，进行调整后的快速反射镜系统，其传递函数为：
[0028] 若此时调节微分电路的传递函数为：H(s) = ks，则有：
[0030] 其中，H(S)为微分电路的传递函数，k为比例系数。
[0031] 这一过程可以通过调节微分电路的参数k，使二阶振荡环节具有两个实极点，即使 得调整后的快速反射镜系统具有三个极点：
[0033] 其中，P1为调整后的快速反射镜系统辨识的参数。
[0034] 对上式求倒数即为模拟补偿电路的传递函数：
[0036] 将模拟补偿与调整的快速反射镜系统构成一个整体，可以使得快速反射镜系统在 谐振频率处幅值变得平坦，从而消除结构谐振的影响。因此，控制算法电路的设计不受结构 谐振的影响，有利于控制算法在更宽频带进行处理，从而提高快速反射镜系统的控制带宽。
[0037] 本实施例中控制算法采用简单的PI算法。控制算法电路和模拟补偿电路级联的 传递函数G rtH(S) ^Granip(S)通过运算放大器外加电阻电容来实现，如图4所示。图4中电 路传递函数为：
[0039] 其中，Uci(S)为电路的输入信号，U1(S)为电路的输出信号，R 1为电阻阻值，C为电 容容值。
[0040] 通过调节电阻R1,私的阻值就可以实现参数的调节，多零极点电路可通过多级运 算放大器级联实现。
【主权项】
1. 一种提高快速反射镜控制带宽的模拟控制电路，包括模拟信号接口电路（I)、控制 算法电路⑵、模拟补偿电路⑶、减法器⑷、快速反射镜系统（5)、微分电路（6)、检测元件 (7);其特征在于：由模拟补偿电路（3)、减法器（4)、快速反射镜系统（5)、微分电路（6)构 成的整体作为控制算法电路（2)的控制对象；快速反射镜系统（5)的输出信号经过微分电 路（6)后，反馈到快速反射镜系统的输入端，降低快速反射镜的阻尼系数，从而降低快速反 射镜系统在结构谐振处的峰值，实现快反镜系统频率响应的调整；模拟补偿电路（3)对调 整后的快速反射镜系统进行频率补偿；控制算法电路（2)将输入信号转化成具有控制策略 的模拟控制信号，实现对补偿调整后的快速反射镜系统的控制。2. 根据权利要求1所述的一种提高快速反射镜控制带宽的模拟控制电路，其特征在 于：所述的模拟补偿电路（3)通过对消快速反射镜系统传递函数的零极点来实现，模拟补 偿的参数由对调整后的快速反射镜系统的传递函数求倒数得到。3. 根据权利要求2所述的一种提高快速反射镜控制带宽的模拟控制电路，其特征在 于：调整后的快速反射镜系统的传递函数由频率响应测量得到。4. 根据权利要求1或2所述的一种提高快速反射镜控制带宽的模拟控制电路，其特征 在于：所述的控制算法电路（2)实现PID控制算法。5. 根据权利要求1所述的一种提高快速反射镜控制带宽的模拟控制电路，其特征在 于：所述的检测元件为电涡流、PSD或QD。
【专利摘要】本发明公开了一种提高快速反射镜控制带宽的模拟控制电路，适用于光电复合轴跟踪系统中快速反射镜的高带宽控制。该模拟控制电路包括模拟信号接口电路(1)、控制算法电路(2)、模拟补偿电路(3)、减法器(4)、快速反射镜系统(5)、微分电路(6)、检测元件(7)，快速反射镜系统(5)的输出信号经过微分电路(6)后，反馈到快速反射镜系统(5)的输入端，可实现快速反射镜频率响应的调整，模拟补偿电路(3)对调整后的快速反射镜系统进行频率补偿。控制算法电路(2)将输入信号转化成具有控制策略的模拟控制信号，实现对补偿后的快速反射镜系统的控制。该模拟控制电路能够实时补偿快速反射镜的结构谐振，改善快速反射镜的频率响应，实现简单的控制算法。
【IPC分类】G05B19/04
【公开号】CN105045141
【申请号】CN201510279016
【发明人】林俊兰, 亓波, 陈兴龙, 薛正燕
【申请人】中国科学院光电技术研究所
【公开日】2015年11月11日
【申请日】2015年5月27日