空間光機(jī)系統(tǒng)對大口徑反射鏡的需求日益增長,測量和使用條件分離的傳統(tǒng)檢測方法已不能滿足空間大鏡天地一致性的測量要求�？趶皆龃蠛蜆O度輕量化使得空間大口徑反射鏡極易在外力作用下產(chǎn)生非制造變形,除去測量系統(tǒng)誤差、光路失調(diào)誤差和由溫度、震動、氣流等環(huán)境因素造成的測量誤差,所測面形結(jié)果主要為鏡面支撐畸變和加工殘差的耦合。加工殘差一定的反射鏡,不同支撐狀態(tài)下所測面形結(jié)果差異較大,嚴(yán)格控制鏡面支撐畸變在檢測結(jié)果中的占比,對提高反射鏡面形加工精度和保證空間反射鏡天地一致性均具有重要意義。本論文以空間大口徑反射鏡的真實(shí)面形檢測需求為牽引,針對空間大口徑反射鏡在地測量誤差中的主要力學(xué)因素進(jìn)行分析研究,旨在建立用于空間大口徑反射鏡高精度面形測量的支撐變形誤差控制和分離方法,實(shí)現(xiàn)反射鏡支撐變形誤差的有效分離測量,從而提升我國空間大口徑反射鏡的檢測和制造水平。論文研究工作主要包括以下內(nèi)容:1.分析了空間大口徑反射鏡在地測量誤差中的主要力學(xué)因素,對支撐變形誤差的控制和分離方法進(jìn)行了研究,提出了基于反射鏡實(shí)際力學(xué)響應(yīng)的支撐變形誤差分離方法。2.針對空間大口徑反射鏡的光軸水平檢測需要,以1.2m空間反射鏡為例,首次在國... 

【文章頁數(shù)】：118 頁

【學(xué)位級別】：博士

【文章目錄】：
摘要
abstract
第1章 引言
    1.1 研究背景
    1.2 空間大口徑光學(xué)系統(tǒng)發(fā)展現(xiàn)狀
    1.3 空間大口徑反射鏡的材料及輕量化結(jié)構(gòu)
    1.4 大口徑反射鏡支撐技術(shù)現(xiàn)狀
        1.4.1 大口徑反射鏡支撐
        1.4.2 支撐相關(guān)理論
        1.4.3 多點(diǎn)支撐施力單元
    1.5 論文主要研究內(nèi)容及安排
第2章 空間大口徑反射鏡多場耦合條件下測量誤差中的主要力學(xué)因素控制方法
    2.1 科學(xué)目標(biāo)及難點(diǎn)
    2.2 反射鏡真實(shí)面形測量誤差模型
    2.3 測量誤差的主要力學(xué)因素
        2.3.1 支撐變形誤差
        2.3.2 裝夾變形誤差
    2.4 空間大口徑反射鏡測量中的支撐變形誤差控制方法
        2.4.1 支撐變形控制彈性力學(xué)原理
        2.4.2 求解空間大口徑反射鏡支撐變形的有限元法
        2.4.3 鏡面支撐畸變的評價(jià)指標(biāo)及相關(guān)數(shù)據(jù)處理
        2.4.4 支撐力優(yōu)化方法
        2.4.5 力約束和位置約束對支撐效果的影響
    2.5 支撐變形誤差分離方法
        2.5.1 小角度旋轉(zhuǎn)支撐變形誤差分離法
        2.5.2 基于反射鏡實(shí)際力學(xué)響應(yīng)的支撐變形誤差分離法
    2.6 本章小結(jié)
第3章 具有力感知和控制功能的大型反射鏡多維支撐平臺的建立
    3.1 具有力感知和控制功能的光軸水平多維支撐平臺的建立
        3.1.1 具有力感知和控制功能的光軸水平多維支撐平臺的功能要求
        3.1.2 空間大口徑反射鏡光軸水平支撐時(shí)鏡面支撐畸變有限元仿真
        3.1.3 光軸水平多維支撐平臺結(jié)構(gòu)方案
        3.1.4 具有力感知和控制功能的光軸水平多維支撐平臺實(shí)物及性能
    3.2 光軸垂直多維支撐平臺的建立
        3.2.1 空間大口徑反射鏡光軸垂直支撐時(shí)鏡面支撐畸變有限元仿真
        3.2.2 光軸垂直多維支撐平臺結(jié)構(gòu)方案
        3.2.3 具有支撐力檢測和控制功能的光軸垂直多維支撐平臺實(shí)物及性能
    3.3 本章小結(jié)
第4章 1.2m空間反射鏡的測量及支撐變形誤差分離實(shí)驗(yàn)
    4.1 1.2m空間反射鏡的零位補(bǔ)償檢驗(yàn)
    4.2 1.2m空間反射鏡的檢測
        4.2.1 1.2m空間反射鏡的光軸水平檢測
        4.2.2 1.2m空間反射鏡的光軸垂直復(fù)檢
        4.2.3 兩種檢測結(jié)果的比對
    4.3 支撐變形誤差分離實(shí)驗(yàn)
        4.3.1 小角度旋轉(zhuǎn)支撐變形誤差分離實(shí)驗(yàn)
        4.3.2 基于反射鏡實(shí)際力學(xué)響應(yīng)的支撐變形誤差分離實(shí)驗(yàn)
    4.4 本章小結(jié)
第5章 結(jié)論與展望
    5.1 研究與結(jié)論
    5.2 本文創(chuàng)新點(diǎn)
    5.3 工作不足及展望
參考文獻(xiàn)
致謝
作者簡歷及攻讀學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文與研究成果


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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[10]三十米望遠(yuǎn)鏡三鏡底支撐的優(yōu)化設(shè)計(jì)[J]. 王富國.  激光與光電子學(xué)進(jìn)展. 2013(09)

博士論文
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[2]反射式望遠(yuǎn)鏡失調(diào)校正技術(shù)研究[D]. 顧志遠(yuǎn).中國科學(xué)院研究生院(長春光學(xué)精密機(jī)械與物理研究所) 2016
[3]光學(xué)表面頻段誤差對成像質(zhì)量的影響研究[D]. 曾雪鋒.中國科學(xué)院研究生院(長春光學(xué)精密機(jī)械與物理研究所) 2014
[4]2m量級空間反射鏡組件設(shè)計(jì)與優(yōu)化[D]. 王書新.中國科學(xué)院研究生院（長春光學(xué)精密機(jī)械與物理研究所） 2013
[5]2m級地基望遠(yuǎn)鏡SiC主鏡輕量化設(shè)計(jì)及支撐技術(shù)研究[D]. 范磊.中國科學(xué)院研究生院（長春光學(xué)精密機(jī)械與物理研究所） 2013
[6]大口徑碳化硅質(zhì)反射鏡數(shù)控光學(xué)加工的研究[D]. 范鏑.中國科學(xué)院研究生院（長春光學(xué)精密機(jī)械與物理研究所） 2004



本文編號：3660083