隨著大型光學(xué)望遠(yuǎn)鏡口徑的增加，其探測能力和成像分辨力的不斷提升對望遠(yuǎn)鏡跟蹤精度要求也越來越高。

    為了滿足大口徑望遠(yuǎn)鏡低速、平穩(wěn)跟蹤的需要，伺服控制系統(tǒng)的驅(qū)動單元通常采用具有轉(zhuǎn)動慣量比高、功率密度高、可靠性高、調(diào)速范圍寬的永磁同步電機(jī)直接驅(qū)動。然而，由于齒槽轉(zhuǎn)矩、磁通諧波以及電流檢測誤差等因素引起的轉(zhuǎn)矩脈動會引起電機(jī)轉(zhuǎn)速的波動，導(dǎo)致伺服控制系統(tǒng)跟蹤性能的下降。因此，研究永磁同步電機(jī)轉(zhuǎn)矩脈動的檢測與抑制方法對提高大口徑望遠(yuǎn)鏡伺服控制系統(tǒng)的跟蹤精度具有重要的意義。

　　中國科學(xué)院長春光學(xué)精密機(jī)械與物理研究所光電探測部精密跟蹤控制團(tuán)隊(duì)，在4m光學(xué)望遠(yuǎn)鏡項(xiàng)目需求牽引和支持下，提出了滑模控制和迭代學(xué)習(xí)控制相結(jié)合的魯棒迭代學(xué)習(xí)控制方法，抑制了電機(jī)轉(zhuǎn)矩脈動對控制系統(tǒng)轉(zhuǎn)速跟蹤性能的影響，與傳統(tǒng)算法相比較，該控制算法使電機(jī)轉(zhuǎn)矩脈動降低了33%。迭代學(xué)習(xí)控制器對系統(tǒng)未知周期性擾動進(jìn)行實(shí)時估計，以抑制系統(tǒng)的周期性轉(zhuǎn)矩脈動；滑模控制器對系統(tǒng)的內(nèi)部參數(shù)攝動和外部負(fù)載擾動等非周期性擾動，進(jìn)行自適應(yīng)的估計和前饋補(bǔ)償，以增強(qiáng)系統(tǒng)的抗擾動性能。魯棒迭代學(xué)習(xí)控制方法在實(shí)現(xiàn)對永磁同步電機(jī)轉(zhuǎn)矩脈動有效抑制的同時，保證了系統(tǒng)的魯棒性和動態(tài)響應(yīng)能力。該控制算法為4m大口徑望遠(yuǎn)鏡的永磁同步驅(qū)動電機(jī)的低速、高精度控制提供了技術(shù)基礎(chǔ)。相關(guān)研究結(jié)果發(fā)表于近期IEEE Transactions on Power Electronics (DOI:10.1109/TPEL.2017.2711098)。

魯棒迭代學(xué)習(xí)控制頻譜分析：(a)速度頻譜分析對比；(b) 相電流頻譜分析對比