基于查表式模糊PID的音圈自适应变形镜的控制系统

基于查表式模糊pid的音圈自适应变形镜的控制系统
技术领域
1.本发明涉及地基天文光学望远镜自适应变形镜的控制领域，具体涉及一种音圈自适应变形镜的控制系统。

背景技术：

2.自适应变形镜，又称自适应变形反射镜，是自适应光学(adaptive optics,ao)系统中重要的波前校正器，起着校正波前误差的作用，是ao系统的关键部件之一。自适应变形镜的发展进步对ao系统校正能力的提高起着重要的作用。
3.二十世纪下半叶，欧美率先进行了ao技术的研究，中国科学院光电技术研究所紧跟其后也较早地展开了ao技术的研究，并在天文光学观测、惯性约束聚变、生物医学等领域有了一系列的应用。国内自适应变形主要是基于压电材料驱动的，应用广泛且技术较为成熟，但其存在迟滞、驱动电压大、行程小等问题。音圈自适应变形镜因其具有响应快、无迟滞、行程大、精度高等优点已在multiple mirror telescope(mmt)、large binocular telescope(lbt)、very large telescope(vlt)等望远镜中有实际应用。世界上未来在建的下一代大型地基望远镜如美国giant magellan telescope(gmt)、欧洲extremely large telescope(elt)均采用这种音圈自适应变形镜
4.自适应变形镜用音圈促动器通常使用比例-积分-微分(pid)控制。pid控制参数多依靠经验调试确定，存在修正效果不理想的问题，而且一般调试时间较长。音圈自适应变形镜镜面下有大量促动器，促动器之间存在结构耦合以及促动器线圈温升较大的问题，在控制过程中，促动器的特性参数会受到影响，pid控制参数存在无法保证一直合适的问题。对自适应变形镜镜面下的大量促动器进行控制，需编写庞大的控制程序，存在对控制器硬件的计算能力、内存等性能指标要求很高的问题。响应速度快是音圈变形镜控制的重要要求，因此多音圈促动器变形镜的控制算法应尽量简单。音圈自适应变形镜含大量促动器，存在集中控制的方法难以直接实施的问题。

技术实现要素：

5.针对上述问题，本发明的目的在于提供一种可以实现pid控制参数自整定且对硬件计算能力要求不高的音圈自适应变形镜的控制系统，该系统采用pid控制器和模糊控制器相结合的控制策略，既解决了pid控制参数一经确定就不能改变，对非线性和时变系统控制效果不理想的难题，也弥补了模糊控制器控制精度不高的不足，最大限度地改善了音圈促动器系统的上升时间、超调量、调节时间等动态性能指标，同时也最大限度地减少了促动器之间结构耦合以及内部线圈温升较大带来的影响，通过利用matlab模糊控制工具箱离线计算并制定模糊控制查询表，减少了控制过程中的复杂计算，只需查表就可完成对音圈促动器pid控制参数的修正，而且多音圈促动器并行控制也不会占用大量硬件计算资源。
6.为实现本发明的目的，本发明通过以下技术方案实现：一种基于查表式模糊pid的音圈自适应变形镜的控制方法及其系统，包括音圈自适应变形镜、上位机、驱动器、电容式
传感器、控制器。
7.所述音圈自适应变形镜包括一个可变形镜面及镜面下六个在圆周上等间距排布的音圈促动器，音圈促动器动子与镜面通过胶水固连。所述上位机用于下发位置指令给各个音圈促动器。所述驱动器用于驱动音圈促动器动子运动并带动镜面产生形变。所述电容式传感器用于检测音圈促动器动子的位置，并将位置信息反馈给控制器。所述控制器用于接收上位机的位置指令，并根据电容式传感器反馈的位置信息，利用控制算法进行计算，输出控制信号给驱动器使音圈促动器进行动作。
8.进一步的，所述可变形镜面的变形机理为六个音圈促动器动子输出不同位移使镜面形状进行改变。
9.进一步的，所述一种基于查表式模糊pid的自适应变形镜的控制方法是对六个音圈促动器进行并行控制，其中每一个音圈促动器的控制均采用基于位置环的闭环负反馈控制。
10.进一步的，所述控制算法为模糊pid控制算法，即模糊控制器与pid控制器相结合，使用模糊控制器对pid控制器进行控制参数k
p
、ki、kd进行修正。
11.进一步的，所述pid控制器采用位置式数字pid算法。
12.进一步的，所述位置式pid算法由增量式pid算法间接得到，控制器输出u＝u
k-1
+δuk,u
k-1
为当前控制量的上一次的控制量，δuk为控制量的增量。δuk由下面的表达式确定。
[0013][0014]
式中，k
p
为比例系数；ti为积分时间常数；td为微分时间常数，t为采样周期；e表示偏差，其下标表示不同时刻。
[0015]
进一步的，所述模糊控制器的输入变量为音圈促动器的位置偏差e乘以量化因子ke和位置偏差变化率ec乘以量化因子k
ec
，输出变量为δk
p
、δki、δkd，相应的模糊变量(语言变量)为e、ec、δk
p
、δki、δkd。模糊变量的模糊集合论域均为[-6,6]，其语言值均为{nb,nm,ns,zo,ps,pm,pb}，nb表示负大、nm表示负中、ns表示负小、zo表示零、ps表示正小、pm表示正中、pb正大。
[0016]
进一步的，所述每一个语言值对应一个隶属度函数，语言值zo采用三角形隶属度函数，语言值nm、ns、ps、pm采用高斯型隶属度函数，语言值nb采用z型隶属度函数，语言值pb采用s状隶属度函数。输入输出模糊变量的相同语言值采用相同的隶属度函数。
[0017]
进一步的，所述z型函数的参数a取-6，b取-3，z型函数的表达式如下：
[0018][0019]
进一步的，所述s状隶属度函数的参数a取3，b取6，s状隶属度函数的表达式如下：
[0020][0021]
进一步的，所述高斯型隶属度函数的表达式如下,在matlab中高斯型隶属度函数表示为gaussmf(x,[sig,c]),sig决定了函数曲线的宽度σ，c决定了函数的中心点。语言值nm的隶属度函数的参数sig取1，c取-4。语言值ns的隶属度函数的参数sig取0.9，c取-2。语言值ps的隶属度函数的参数sig取0.9，c取2。语言值pm的隶属度函数的参数sig取1，c取4。
[0022][0023]
进一步的，所述三角形隶属度函数的表达式如下，所述表达式的参数a取-2,b取0,c取2。
[0024][0025]
进一步的，通过设计所述输入输出模糊变量语言值的隶属度函数，可实现分辨率：zo＞ps＝ns＞pm＝nm＞pb＝nb。
[0026]
进一步的，根据pid控制算法中的3个参数k
p
、ki、kd的控制作用及其变化对系统阶跃响应产生的影响，并结合专家控制经验,制定模糊控制规则。依据δk
p
、δki、δkd模糊控制规则，使用mamdani法进行模糊推理，对模糊输出量使用重心法进行反模糊化，利用matlab模糊控制工具箱离线计算并制定模糊控制查询表。
[0027]
进一步的，在实际控制中，使用查模糊控制查询表的方式代替所述模糊控制器的作用。
[0028]
进一步的，使用所述模糊控制查询表进行查表时，所依据的输入量为ke·
e和k
ec
·
ec。
[0029]
进一步的，将所述输入量ke·
e和k
ec
·
ec的变化范围分别离散成含13个整数元素的离散集合，即{-6，-5，-4，-3，-2，-1，0，1，2，3，4，5，6}。
[0030]
进一步的，进行离散的方法为将输入量ke·
e、k
ec
·
ec的变化范围分别分成13个子区间，对在同一子区间的ke·
e或k
ec
·
ec进行统一赋值，在区间(-∞,-5.5)范围内的输入量强制赋值为-6，在区间[-5.5,-4.5)范围内的输入量强制赋值为-5，在区间[-4.5,-3.5)范围内的输入量强制赋值为-4，在区间[-3.5,-2.5)范围内的输入量强制赋值为-3，在区间[-2.5,-1.5)范围内的输入量强制赋值为-2，在区间[-1.5,-0.5)范围内的输入量强制赋值为-1，在区间[-0.5,0.5)范围内的输入量强制赋值为0，在区间[0.5,1.5)范围内的输入量强制赋值为1，在区间[1.5,2.5)范围内的输入量强制赋值为2，在区间[2.5,3.5)范围内的输入量强制赋值为3，在区间[3.5,4.5)范围内的输入量强制赋值为4，在区间[4.5,5.5)范围内的输入量强制赋值为5，在区间[5.5,+∞)范围内的输入量强制赋值为6。
[0031]
进一步的，所述模糊控制查询表的输出值为δk
p
、δki、δkd。
[0032]
进一步的，实际应用的pid控制参数根据下面公式(1)进行实时计算得到。
[0033][0034]
式中:k
p0
、k
i0
、k
d0
为pid初始控制参数；k
up
、k
ui
、k
ud
为比例因子。
[0035]
本发明的有益效果为：
[0036]
1)本发明采用pid控制器和模糊控制器相结合的控制策略，既解决了pid控制参数一经确定就不能改变，对非线性和时变系统控制效果不理想的难题，也弥补了模糊控制器控制精度不高的不足，最大限度地改善了音圈促动器控制系统的上升时间、超调量、调节时间等动态性能指标。
[0037]
2)本发明设计的输入输出模糊变量语言值的隶属度函数，可实现误差较小的地方进行高灵敏度控制，即采用分辨率较高的隶属度函数，在误差较大的地方采用低分辨率的隶属度函数，控制特性相对平缓，相应的稳定性也较好。这种设计输入输出模糊变量语言值隶属度函数的方式可实现控制稳定性好且控制精度高的效果。
[0038]
3)本发明采用模糊控制器进行pid控制参数自整定，最大限度地减少了音圈促动器之间结构耦合以及促动器内部线圈温升较大带来的影响。
[0039]
4)本发明离线计算并制定模糊控制查询表，减少了控制过程中的复杂计算，只需查表就可完成对音圈促动器pid控制参数的修正，且多音圈促动器并行控制不会占用大量硬件计算资源。
[0040]
5)本发明采用对模糊控制器输入输出变量的变化范围进行分区间之后强制赋值的方式，可简化控制算法的计算量。这种方法相较于线性插值的方式具有计算速度快的优势，这种计算的快速性可最大限度的满足多音圈促动器变形镜快速控制的要求。
附图说明
[0041]
附图用来提供对本发明的进一步的理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。
[0042]
图1为本发明可变形镜面及六个音圈促动器的结构示意图，
[0043]
图2为本发明实施例的控制框图，
[0044]
图3为本发明实施例输入输出隶属度函数图。
[0045]
图中：1、可变形镜面，2、音圈促动器动子，3、音圈促动器定子。
具体实施方式
[0046]
为了加深对本发明的理解，下面将结合实施例对本发明做出进一步详述，本实施例仅用于解释本发明，并不构成对本发明保护范围的限定。
[0047]
本实施例提供了一种基于查表式模糊pid的音圈自适应变形镜的控制方法及其系统，包括音圈自适应变形镜、labview上位机、驱动器、电容式传感器、ni crio嵌入式控制器。
[0048]
所述音圈自适应变形镜包括一个可变形镜面及镜面下六个在圆周上等间距排布的音圈促动器，音圈促动器动子(2)与可变形镜面(1)通过胶水固连。所述labview上位机利
用tcp通讯下发位置指令给各个音圈促动器。所述驱动器用于接收ni crio嵌入式控制器发出的控制信号并驱动音圈促动器动子运动并带动可变形镜面产生形变。所述电容式传感器用于检测音圈促动器动子的位置信息，并将位置信息反馈给ni crio嵌入式控制器。所述ni crio嵌入式控制器配备测量范围为
±
10v的16通道16位同步模拟输入模块9220，以及输出范围为
±
10v的16通道16位模拟输出模块9264，所述ni crio嵌入式控制器用于接收上位机下发的位置指令，并根据电容式传感器反馈的位置信息，利用查表式模糊pid控制算法进行计算，输出控制信号给驱动器使音圈促动器进行动作。
[0049]
所述可变形镜面的变形机理为六个音圈促动器动子输出不同位移使镜面形状进行改变。可变形镜面及六个音圈促动器的结构示意图如图1所示。
[0050]
所述一种基于查表式模糊pid的自适应变形镜的控制方法是对六个音圈促动器进行并行控制，其中每一个音圈促动器的控制均采用基于位置环的闭环负反馈控制，且每个音圈促动器的控制器均采用查表式模糊pid控制算法，其中pid控制器采用位置式数字pid算法。控制框图如图2所示
[0051]
所述位置式pid算法由增量式pid算法间接得到，控制器输出u＝u
k-1
+δuk,u
k-1
为当前控制量的上一次的控制量，δuk为控制量的增量。δuk由下面的表达式确定。
[0052][0053]
式中，k
p
为比例系数；ti为积分时间常数；td为微分时间常数，t为采样周期；e表示偏差，其下标表示不同时刻。
[0054]
模糊控制器的输入变量为音圈促动器的位置偏差e乘以量化因子ke和位置偏差变化率ec乘以量化因子k
ec
，输出变量为δk
p
、δki、δkd，相应的模糊变量为e、ec、δk
p
、δki、δkd。模糊变量的模糊集合论域均为[-6,6]，其语言值均为{nb,nm,ns,zo,ps,pn,pb}，nb表示负大、nm表示负中、ns表示负小、zo表示零、ps表示正小、pm表示正中、pb正大。在音圈促动器控制系统中，位置信息由电容传感器采集的电信号确定，单位为v。根据音圈促动器的实际工程经验，确定输入输出变量的基本论域为：e＝[-4,4]、ec＝[-30,30]、δk
p
＝[-1.2,1.2]、δki＝[-4.8,4.8]、δkd＝[-0.0006,0.0006]，量化因子分别为:ke＝1.5、k
ec
＝0.2。比例因子分别为:k
up
＝0.2，k
ui
＝0.8，k
ud
＝0.0001。所述每一个语言值对应一个隶属度函数，语言值zo采用三角形隶属度函数，语言值nm、ns、ps、pm采用高斯型隶属度函数，语言值nb采用z型隶属度函数，语言值pb采用s状隶属度函数。输入输出模糊变量的相同语言值采用相同的隶属度函数，如图3所示。
[0055]
进一步的，所述z型函数的参数a取-6，b取-3，z型函数的表达式如下：
[0056][0057]
进一步的，所述s状隶属度函数的参数a取3，b取6，s状隶属度函数的表达式如下：
[0058][0059]
进一步的，所述高斯型隶属度函数的表达式如下,在matlab中高斯型隶属度函数表示为gaussmf(x,[sig,c]),sig决定了函数曲线的宽度σ，c决定了函数的中心点。语言值nm的隶属度函数的参数sig取1，c取-4。语言值ns的隶属度函数的参数sig取0.9，c取-2。语言值ps的隶属度函数的参数sig取0.9，c取2。语言值pm的隶属度函数的参数sig取1，c取4。
[0060][0061]
进一步的，所述三角形隶属度函数的表达式如下，所述表达式的参数a取-2,b取0,c取2。
[0062][0063]
通过设计所述输入输出模糊变量的语言值的隶属度函数，可实现分辨率：zo＞ps＝ns＞pm＝nm＞pb＝nb。
[0064]
根据pid控制算法中的3个参数k
p
、ki、kd的控制作用及其变化对系统阶跃响应产生的影响，并结合专家控制经验，制定δk
p
、δki、δkd模糊控制规则表。使用mamdani法进行模糊推理，对模糊输出量使用重心法进行反模糊化。反模糊化后得到的δk
p
、δki、δkd为精确量。在初始pid控制参数基础上需要调整的量为δk
p
、δki、δkd乘以相应的比例因子k
up
，k
ui
，k
ud
。
[0065]
所述一种基于查表式模糊pid的音圈自适应变形镜的控制方法，需离线计算模糊控制查询表。使用模糊控制查询表进行查表时，所依据的输入量为ke·
e和k
ec
·
ec。制定模糊控制查询表前需将所述输入量ke·
e和k
ec
·
ec的变化范围分别离散成含13个整数元素的离散集合，即{-6，-5，-4，-3，-2，-1，0，1，2，3，4，5，6}。离散方法为：将输入量ke·
e、k
ec
·
ec的变化范围分别分成13个子区间，对在同一子区间的ke·
e或k
ec
·
ec进行统一赋值，不同区间赋值情况如下表2所示。
[0066]
表2ke·
e或k
ec
·
ec不同区间赋值情况
[0067][0068][0069]
续表2ke·
e或k
ec
·
ec不同区间赋值情况
[0070][0071]
利用matlab模糊控制工具箱，离线计算出模糊控制查询表，模糊控制查询表如表3、表4、表5所示。
[0072]
表3δkp模糊控制查询表
[0073][0074]
表4δki模糊控制查询表
[0075][0076]
表5δkd模糊控制查询表
[0077][0078]
pid控制参数根据公式(1)进行实时计算得到。所述pid控制器根据实时控制参数和音圈促动器位置偏差信号，计算并输出控制信号，通过所述模拟输出模块9264将控制信号传输给驱动器，驱动器驱动音圈促动器进行动作以带动可变形镜面进行变形。
[0079]
实施本实施例，至少可以取得以下有益效果：
[0080]
1)本实施例通过采用pid控制器和模糊控制器相结合的控制策略，既解决了pid控制参数一经确定就不能改变，对非线性和时变系统控制效果不理想的难题，也弥补了模糊控制器控制精度不高的不足，最大限度地改善了音圈促动器控制系统的上升时间、调节时间、超调量等动态性能指标。
[0081]
2)本实施例设计的输入输出模糊变量语言值的隶属度函数，可实现误差较小的地方进行高灵敏度控制，即采用分辨率较高的隶属度函数，在误差较大的地方采用低分辨率的隶属度函数，控制特性相对平缓，相应的稳定性也较好。这种设计输入输出模糊变量语言值隶属度函数的方式可实现控制稳定性好且控制精度高的效果。
[0082]
3)本实施例采用模糊控制器进行pid控制参数自整定，最大限度地减少了音圈促动器之间结构耦合以及内部线圈温升较大带来的影响。
[0083]
4)本实施例采用离线计算并制定模糊控制查询表，减少了控制过程中的复杂计算，只需查表就可完成对音圈促动器pid控制参数的修正，且多音圈电机促动器并行控制不会占用大量硬件计算资源。
[0084]
5)本实施例采用对模糊控制器输入输出变量的变化范围进行分区间之后强制赋值的方式，可简化控制算法的计算量。这种方法相较于线性插值的方式具有计算速度快的
优势，这种计算的快速性可最大限度的满足六音圈促动器变形镜快速控制的要求。
[0085]
综上所述，本发明属于地基天文光学望远镜音圈自适应变形镜的控制领域，公开了一种基于查表式模糊pid的音圈自适应变形镜的控制方法及其系统。所述音圈自适应变形镜包括一个可变形镜面及镜面下六个在圆周上等间距排布的音圈促动器。所述控制方法及其系统为，六个音圈促动器采用并行控制的方式，其中每一个音圈促动器的控制均采用基于位置环的闭环负反馈控制，且每个音圈促动器的控制器均采用查表式模糊pid控制算法，通过六个音圈促动器输出不同的位移使可变形镜面产生不同的形状以完成自适应光学的校正任务。公开了一种输入输出模糊变量语言值的隶属度函数的设计方法。对所述查表式模糊控制器的输入变量的离散方法进行了设计。本发明使用查表式模糊pid控制算法改善了音圈促动器的超调量、调节时间等动态性能指标，减少了音圈促动器之间结构耦合以及促动器内部线圈温升较大带来的影响，且多音圈促动器并行控制不会占用大量硬件计算资源。
[0086]
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

技术特征：

1.基于查表式模糊pid的音圈自适应变形镜的控制系统，其特征在于：包括音圈自适应变形镜、上位机、驱动器、电容式传感器、控制器，所述音圈自适应变形镜包括一个可变形镜面及镜面下n个音圈促动器，音圈促动器包括音圈促动器动子和音圈促动器定子，音圈促动器动子与可变形镜面固连，所述上位机用于下发位置指令给各个音圈促动器，所述驱动器用于接收控制器发出的控制信号并驱动音圈促动器动子运动，n个音圈促动器动子输出不同位移使镜面形状进行改变，所述电容式传感器用于检测音圈促动器动子的位置信息，并将位置信息反馈给控制器，所述控制器用于接收上位机的位置指令，并根据电容式传感器反馈的位置信息，利用查表式模糊pid控制算法进行计算，输出控制信号给驱动器使音圈促动器进行动作。2.根据权利要求1所述的基于查表式模糊pid的音圈自适应变形镜的控制系统，其特征在于：对所述n个音圈促动器采用并行控制的方式，其中每一个音圈促动器的控制均采用基于位置环的闭环负反馈控制，且每个音圈促动器的控制器均采用查表式模糊pid控制算法，pid控制器均采用位置式数字pid算法。3.根据权利要求2所述的基于查表式模糊pid的音圈自适应变形镜的控制系统，其特征在于：所述位置式数字pid算法由增量式pid算法间接得到，控制器输出u＝u
k-1
+δu
k
,u
k-1
为当前控制量的上一次的控制量，δu
k
为控制量的增量；δu
k
由下面的表达式确定，式中，k
p
为比例系数；t
i
为积分时间常数；t
d
为微分时间常数，t为采样周期；e表示偏差，其下标表示不同时刻。4.根据权利要求1所述的基于查表式模糊pid的音圈自适应变形镜的控制系统，其特征在于：所述查表式模糊pid控制算法是模糊控制器与pid控制器的结合，所述模糊控制器的输入变量为音圈促动器的位置偏差e乘以量化因子k
e
和位置偏差变化率ec乘以量化因子k
ec
，输出变量为δk
p
、δk
i
、δk
d
，相应的模糊变量为e、ec、δk
p
、δk
i
、δk
d
，其语言值均为{nb,nm,ns,zo,ps,pm,pb}，nb表示负大、nm表示负中、ns表示负小、zo表示零、ps表示正小、pm表示正中、pb表示正大，每一个语言值对应一个隶属度函数，其中，语言值zo采用三角形隶属度函数，语言值nm、ns、ps、pm采用高斯型隶属度函数，语言值nb采用z型隶属度函数，语言值pb采用s状隶属度函数，输入输出模糊变量的相同语言值采用相同的隶属度函数；其中：所述z型函数的表达式如下：所述s状隶属度函数的表达式如下：
所述高斯型隶属度函数的表达式如下,在matlab中高斯型隶属度函数表示为gaussmf(x,[sig,c]),sig决定了函数曲线的宽度σ，c决定了函数的中心点，语言值nm的隶属度函数的参数sig取1，c取-4，语言值ns的隶属度函数的参数sig取0.9，c取-2，语言值ps的隶属度函数的参数sig取0.9，c取2，语言值pm的隶属度函数的参数sig取1，c取4，所述三角形隶属度函数的表达式如下：所述输入输出模糊变量的语言值的隶属度函数，可实现分辨率：zo＞ps＝ns＞pm＝nm＞pb＝nb。5.根据权利要求4所述的基于查表式模糊pid的音圈自适应变形镜的控制系统，其特征在于：所述模糊控制器设计好后，根据离散化的输入量的组合离线计算模糊控制查询表，在音圈促动器的实际控制中通过查模糊控制查询表的方式代替模糊控制器作用以完成pid控制器控制参数的自整定。6.根据权利要求5所述的基于查表式模糊pid的音圈自适应变形镜的控制系统，其特征在于：根据pid控制算法中的3个参数k
p
、k
i
、k
d
的控制作用及其变化对系统阶跃响应产生的影响，并结合专家控制经验,制定模糊控制规则；依据δk
p
、δk
i
、δk
d
模糊控制规则，使用mamdani法进行模糊推理，对模糊输出量使用重心法进行反模糊化，利用matlab模糊控制工具箱离线计算并制定模糊控制查询表。7.根据权利要求5或6所述的基于查表式模糊pid的音圈自适应变形镜的控制系统，其特征在于：使用所述模糊控制查询表进行查表时，所依据的输入量为k
e
·
e和k
ec
·
ec；所述模糊控制查询表的输出值为δk
p
、δk
i
、δk
d
。8.根据权利要求7所述的基于查表式模糊pid的音圈自适应变形镜的控制系统，其特征在于：所述离散化的方法为将输入量k
e
·
e、k
ec
·
ec的变化范围分别分成若干个子区间，对在同一子区间的k
e
·
e或k
ec
·
ec进行强制赋值。9.根据权利要求7所述的基于查表式模糊pid的音圈自适应变形镜的控制系统，其特征在于：pid控制参数根据以下公式实时计算得到，式中:k
p0
、k
i0
、k
d0
为pid初始控制参数；k
up
、k
ui
、k
ud
为比例因子。

技术总结

本发明公开了一种基于查表式模糊PID的音圈自适应变形镜的控制系统。音圈促动器采用并行控制的方式，其中每一个音圈促动器的控制均采用基于位置环的闭环负反馈控制，且每个音圈促动器的控制器均采用查表式模糊PID控制算法，通过音圈促动器输出不同的位移使可变形镜面产生不同的形状以完成自适应光学的校正任务。对查表式模糊控制器的输入变量的离散方法进行了设计。本发明使用查表式模糊PID控制算法改善了音圈促动器的超调量、调节时间等动态性能指标，减少了音圈促动器之间结构耦合以及促动器内部线圈温升较大带来的影响，且多音圈促动器并行控制不会占用大量硬件计算资源。促动器并行控制不会占用大量硬件计算资源。促动器并行控制不会占用大量硬件计算资源。