Theoretical modeling and simulation analysis for fast steering mirror

Abstract

为有效指导快速反射镜设计，开展了快速反射镜理论建模与仿真分析研究。相比以往单自由度运动模型，该文基于动力学分析，建立了两轴快速反射镜的多自由度运动微分方程，推导出被控对象传递函数和对基座扰动的隔离传递函数；仿真分析了结构谐振频率对被控对象特性的影响，指出转动固有频率较大时，被控对象为欠阻尼系统，传递函数曲线存在谐振峰；建立了包含结构特性的快速反射镜控制系统仿真模型，分析了负载质心偏离柔性铰链支承中心、结构谐振频率等对其扰动隔离性能的影响，指出非工作轴固有频率越大，对扰动隔离性能越好，一般选择在伺服系统增益交界频率2倍以上，工作轴固有频率需权衡扰动隔离性能和电机力矩约束等进行选择。最后结合实物振动试验，验证了仿真模型的正确性。