自適應(yīng)光學(xué)是近幾十年新興起來的一門學(xué)科,其利用變形鏡相位共軛補(bǔ)償原理實(shí)時(shí)測量并補(bǔ)償光學(xué)波前畸變,消除大氣湍流擾動的影響。自適應(yīng)光學(xué)技術(shù)現(xiàn)今被廣泛應(yīng)用于激光光束整形、光空間通訊、生物顯微技術(shù)、激光核武器以及大氣激光通訊等領(lǐng)域。壓電變形鏡具有高帶寬、大沖程等優(yōu)點(diǎn),受到一大批研究人員的青睞,因此本實(shí)驗(yàn)采用了壓電變形鏡。基于壓電變形鏡的自適應(yīng)光學(xué)控制算法研究是其研究的一個(gè)重要方向。為了提高壓電變形鏡的控制精度以及簡化系統(tǒng)控制,提出采用基于澤尼克(Zernike)多項(xiàng)式的PID閉環(huán)控制算法,實(shí)現(xiàn)對壓電變形鏡的閉環(huán)反饋控制。本論文主要把基于澤尼克多項(xiàng)式的壓電變形鏡控制方法作為研究對象,并做了以下幾個(gè)方面的研究。(1)首先研究了影響函數(shù)矩陣偽逆算法和PID閉環(huán)控制算法,并建立了直接閉環(huán)反饋控制模型和基于Zernike多項(xiàng)式的PID閉環(huán)反饋控制模型。(2)其次在實(shí)驗(yàn)室建立了自適應(yīng)光學(xué)閉環(huán)控制系統(tǒng),主要包括軟件平臺和硬件平臺。使用實(shí)驗(yàn)室自行研制的62單元單壓電變形鏡搭建自適應(yīng)光學(xué)測試平臺,并基于實(shí)驗(yàn)室虛擬儀器工作平臺(LabVIEW)編寫了驅(qū)動控制系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)哈特曼波前傳感器的實(shí)時(shí)測量顯示和壓電變形鏡的實(shí)...

【文章頁數(shù)】：58 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
1 緒論
    1.1 自適應(yīng)光學(xué)與變形鏡
        1.1.1 自適應(yīng)光學(xué)原理與應(yīng)用
        1.1.2 壓電變形鏡工作原理與分類
    1.2 自適應(yīng)光學(xué)控制方法
        1.2.1 開環(huán)控制方法
        1.2.2 基于波前測量的閉環(huán)反饋控制方法
    1.3 研究內(nèi)容和目的
2 基于波前測量的閉環(huán)反饋控制方法
    2.1 直接反饋閉環(huán)控制
        2.1.1 Zernike多項(xiàng)式
        2.1.2 影響函數(shù)矩陣偽逆算法
        2.1.3 直接反饋閉環(huán)控制模型
    2.2 基于Zernike多項(xiàng)式的PID閉環(huán)反饋控制
        2.2.1 PID控制算法
        2.2.2 基于Zernike多項(xiàng)式的PID閉環(huán)反饋控制模型
    2.3 本章小結(jié)
3 自適應(yīng)光學(xué)系統(tǒng)平臺構(gòu)建與測量
    3.1 自適應(yīng)光學(xué)閉環(huán)控制系統(tǒng)
    3.2 系統(tǒng)硬件測試平臺
        3.2.1 哈特曼波前傳感器
        3.2.2 波前校正器
        3.2.3 其他硬件設(shè)備
    3.3 基于LabVIEW虛擬儀器軟件測試平臺
        3.3.1 LabVIEW軟件介紹
        3.3.2 基于LabVIEW的驅(qū)動控制系統(tǒng)
    3.4 本章小結(jié)
4 基于波前直接測量的閉環(huán)反饋控制實(shí)驗(yàn)
    4.1 相位片模擬外界擾動像差測量
    4.2 閉環(huán)反饋控制實(shí)驗(yàn)
        4.2.1 直接反饋閉環(huán)控制實(shí)驗(yàn)
        4.2.2 基于澤尼克多項(xiàng)式的PID閉環(huán)反饋控制實(shí)驗(yàn)
        4.2.3 校正效果對比
    4.3 本章小結(jié)
5 結(jié)論與展望
    5.1 結(jié)論
    5.2 展望
參考文獻(xiàn)
在讀期間研究成果
致謝



本文編號：3751681