快速反射镜驱动形式对伺服带宽的影响

摘要

为了提高大行程快速反射镜系统的伺服带宽,提出一种直线驱动形式的快速反射镜.该快速反射镜以音圈电机作为驱动器,利用滚珠花键约束驱动器工作方向,将传统的弧线驱动转变为直线驱动.首先,对直线驱动快速反射镜进行了结构设计,重点分析了直线驱动单元的组成形式与特点;接着,从约束条件分析驱动形式对系统伺服带宽的影响因素,并推导两种驱动形式下,快速反射镜在大行程运动时的动力学方程;最后,利用有限元分析得出快速反射镜的机械谐振频率,并通过实验测试对两种驱动形式下快速反射镜的伺服带宽进行了验证.结果表明,在相同的实验条件下,相较于传统弧线驱动形式,直线驱动形式快速反射镜的机械谐振频率由121.8 Hz提高至229.9 Hz,伺服带宽由40.3 Hz提高至75.1 Hz,分别提高了88.8％ 、86.4％,满足快速反射镜在大行程工作状态下的高带宽设计要求.