基于泽尼克多项式的压电变形镜控制技术研究

来源 :宁波大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:zlp_dream
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
自适应光学是近几十年新兴起来的一门学科,其利用变形镜相位共轭补偿原理实时测量并补偿光学波前畸变,消除大气湍流扰动的影响。自适应光学技术现今被广泛应用于激光光束整形、光空间通讯、生物显微技术、激光核武器以及大气激光通讯等领域。压电变形镜具有高带宽、大冲程等优点,受到一大批研究人员的青睐,因此本实验采用了压电变形镜。基于压电变形镜的自适应光学控制算法研究是其研究的一个重要方向。为了提高压电变形镜的控制精度以及简化系统控制,提出采用基于泽尼克(Zernike)多项式的PID闭环控制算法,实现对压电变形镜的闭环反馈控制。本论文主要把基于泽尼克多项式的压电变形镜控制方法作为研究对象,并做了以下几个方面的研究。(1)首先研究了影响函数矩阵伪逆算法和PID闭环控制算法,并建立了直接闭环反馈控制模型和基于Zernike多项式的PID闭环反馈控制模型。(2)其次在实验室建立了自适应光学闭环控制系统,主要包括软件平台和硬件平台。使用实验室自行研制的62单元单压电变形镜搭建自适应光学测试平台,并基于实验室虚拟仪器工作平台(LabVIEW)编写了驱动控制系统,实现哈特曼波前传感器的实时测量显示和压电变形镜的实时精确控制。(3)最后,通过相位片模拟外界动态扰动像差,并采用自适应光学测试平台和驱动控制系统实现扰动像差的实时闭环反馈校正。实验结果表明:在相位片旋转速度为6 r/min时,采用PID闭环校正后残余误差RMS值为0.032μm,相比采用直接反馈闭环(SVD)方法其校正精度提高了50.8%。当相位片旋转速度加快时,模拟扰动像差相同的情况下,校正效果普遍变差,PID控制算法的效果也变弱,当相位片旋转速度加快到18 r/min时,PID闭环校正效果比采用SVD算法提升了26.9%。在相位片旋转速度和外界扰动像差相同的条件下,采用基于Zernike多项式的PID控制算法对波前像差进行校正,比采用直接反馈方法校正精度最高提高了62%。证明采用基于Zernike多项式的PID控制算法能提高单压电变形镜的校正精度以及简化控制系统。
其他文献
<正>2012年正式通过的民诉法修正案,首次将公益诉讼以法律的形式确立,无疑为我国公益诉讼打开一扇"广阔的大门"。大门敞开的同时,公益诉讼现状与保守的法律制度设计之间的巨
古希腊智者学派的逻辑思想适应社会需要而产生,强调任何事物的一物两面.其逻辑思想的三个主要概念是机遇、游戏和可能性;分别对应于合适和不合适;强论证和弱论证;现实的和理
本文首先介绍了证券投资基金的概念和研究基金业绩评估的意义;其次介绍了与基金业绩评估有关的经典理论和传统评估方法;最后分别从基金经理、基金公司对基金业绩评价进行综合
当前超限运输已成为危害我国运输市场健康有序发展的重要因素。超限运输在给运输业主带来超额利润的同时,也把许多外部成本转嫁给了社会。在超限运输的外部性中,对公路沿线环
肝、胆、脾、胃等相关脏腑理论是中医藏象学说的重要组成部分。肝脾同居中焦,关系密切,在结构上相互靠近,在生理上息息相关,在病理上紧密勾连。中焦为后天之本,气血生化之源,
中国少数民族非物质文化遗产作为我国珍贵文化资源的组成部分,在构建中国文化多样性方面具有举足轻重的地位。然而针对少数民族非物质遗产的法律保护问题,尚未形成行之有效的
多菌灵是一种广谱性杀菌剂,一直广泛应用于防治各种作物的病害。大量连续的使用多菌灵,使得许多植物病原菌产生了抗药性。微生物修复技术利用微生物的新陈代谢能力,把大分子
厄瓜多尔Oriente盆地南部区块Napo组处于海陆交互沉积环境,碎屑岩和灰岩频繁互层。通过分析钻井、测井等相标志,识别出研究区存在海岸平原、潮坪、陆棚和局限台地4种沉积相。通
本文首先给出了Δ0空间的定义,并研究了邻近空间的函数性质,其次给出了共轭复盖对的定义,研究了邻近空间的复盖特性。最后,给出了映射邻近空间的概念,研究了邻近空间的又一个