基于双端口自适应式内部模型控制的闭环控制方法用于空间望远镜的精细图像稳定

科学领域:

• 太空光学和仪器仪表
• 控制系统工程 控制系统工程
• 天体物理观测技术天体物理观测技术

背景情况:

• 太空望远镜面临着复杂的环境,各种干扰源影响图像质量.
• 精确的视线稳定对于高分辨率的天文观测至关重要.
• 低频干扰显著降低了基于太空的成像系统的性能.

研究的目的:

• 提出和验证一个闭环控制方法来补偿太空望远镜的LOS偏差.
• 为了抑制影响天文观测的低频干扰,使用精细图像稳定系统 (FISS).
• 通过自适应内部模型控制 (AIMC) 方法,增强FISS的干扰抑制能力.

主要方法:

• 为FISS开发了一种双端口自适应内部模型控制 (AIMC) 算法.
• 一个精细指导传感器 (FGS) 检测望远镜 LOS 偏差,将数据输送到控制器.
• 一个大光圈快速转向镜 (FSM) 根据AIMC算法执行精确的2D旋转.
• 基于FSM目标角速度的自适应波器参数调整被实施.

主要成果:

• 拟议的双端口AIMC方法有效地弥补了望远镜LOS偏差.
• 在FISS中实现了复合频率干扰的显著抑制.
• 在X和Y方向的恒星心脏偏差分别减少了97.38%和98.38% (0-8 Hz频段).
• 实验结果证实了该方法在改善图像稳定方面的有效性.

结论:

• 双端口AIMC控制方法为太空望远镜图像稳定提供了强大的解决方案.
• 这种技术通过减轻干扰,显著提高了天文观测的质量.
• 控制的自适应性使其在各种操作条件下提高有效性.