發(fā)布時(shí)間：2017-08-20 04:23

  本文關(guān)鍵詞：基于SiC厚鏡的大口徑主鏡面形校正技術(shù)的研究

  更多相關(guān)文章： 空間光學(xué)遙感器 主動(dòng)光學(xué) 主動(dòng)支撐 面形校正

【摘要】：隨著光學(xué)遙感器口徑的不斷增大,在集光能力和分辨力不斷提高的同時(shí),最大限度地提高主鏡面形精度是光學(xué)遙感器研制的重要目標(biāo)。對(duì)于大口徑望遠(yuǎn)鏡,傳統(tǒng)的支撐方式不僅成本高技術(shù)難度大,而且很難滿足面形需求。主動(dòng)光學(xué)技術(shù)能夠?qū)崟r(shí)調(diào)整光學(xué)元件變形保證良好的面形精度,很大程度地降低了大口徑望遠(yuǎn)鏡的制造成本,提高了成像質(zhì)量。相比于傳統(tǒng)主鏡支撐的被動(dòng)支撐技術(shù),采用主動(dòng)光學(xué)的反射鏡支撐系統(tǒng)被稱為主動(dòng)支撐技術(shù)。本文主要研究在軌工況下,基于主被動(dòng)復(fù)合支撐的某光學(xué)遙感器2m Si C主鏡主動(dòng)支撐技術(shù),主要開(kāi)展了如下幾方面的研究工作:1、在概述國(guó)內(nèi)外大口徑望遠(yuǎn)鏡主動(dòng)支撐方式的基礎(chǔ)上,詳細(xì)的闡述了各種支撐方式的特點(diǎn),并總結(jié)了大口徑反射鏡主動(dòng)支撐的發(fā)展方向。2、針對(duì)主鏡被動(dòng)支撐為主、主動(dòng)支撐為輔的主被動(dòng)復(fù)合支撐方案,詳述了主動(dòng)光學(xué)原理、主被動(dòng)支撐兼容原理、面形的zernike分解與擬合的相關(guān)基礎(chǔ)性理論。3、針對(duì)2m Si C厚鏡提出了一種主動(dòng)支撐方案。根據(jù)實(shí)際工況將待校正像差確定為像散和三葉,校正范圍為?/100-1?(?(28)632.8nm)。將主鏡背部輕量化筋交匯處的33個(gè)點(diǎn)作為候選點(diǎn),通過(guò)有限元分析提取1000×33的剛度矩陣,并通過(guò)SVD(奇異值分解法)提取模型的本征模態(tài),用以分析主鏡的校正能力。根據(jù)待校正像差、剛度矩陣和本征模態(tài)求解校正力,并以遺傳算法為核心算法搭建isight優(yōu)化鏈路,得到的18個(gè)主動(dòng)點(diǎn)對(duì)1?的像差的校正能力為:0°像散3.71%,45°像散3.65%,45°三葉12.8%,0°三葉13.5%。4、本文研究了18個(gè)促動(dòng)器失效對(duì)4種?/100像差的影響,得出1-3個(gè)促動(dòng)器失效對(duì)系統(tǒng)的影響不大,主動(dòng)支撐系統(tǒng)具有高冗余度和強(qiáng)健性的結(jié)論。通過(guò)對(duì)促動(dòng)器輸出誤差的分析,得出當(dāng)促動(dòng)器輸出誤差為±0.1N時(shí),系統(tǒng)具有校正?/100像差的能力。根據(jù)上述分析結(jié)果,本文給出了促動(dòng)器的設(shè)計(jì)指標(biāo)。5、促動(dòng)器設(shè)計(jì)。由于促動(dòng)器工作于太空中,所以將其結(jié)構(gòu)形式確定為步進(jìn)電機(jī)+絲杠。根據(jù)設(shè)計(jì)指標(biāo)對(duì)電機(jī)、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、傳感器等進(jìn)行了型號(hào)選擇,并對(duì)其進(jìn)行開(kāi)環(huán)檢測(cè)。6、為驗(yàn)證主被動(dòng)支撐兼容原理、主動(dòng)支撐方案的可行性,采用2m主鏡主動(dòng)支撐設(shè)計(jì)方法設(shè)計(jì)了680mm縮比鏡主動(dòng)支撐,并在已檢測(cè)面形的基礎(chǔ)上進(jìn)行了仿真實(shí)驗(yàn)。本文提出了在軌工況下2m主鏡主被動(dòng)復(fù)合支撐下的主動(dòng)支撐方案并開(kāi)展了相應(yīng)實(shí)驗(yàn),豐富了主動(dòng)光學(xué)理論。
【關(guān)鍵詞】：空間光學(xué)遙感器 主動(dòng)光學(xué) 主動(dòng)支撐 面形校正
【學(xué)位授予單位】：中國(guó)科學(xué)院長(zhǎng)春光學(xué)精密機(jī)械與物理研究所
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TH743
【目錄】：

• 摘要5-7
• Abstract7-12
• 第1章 緒論12-26
• 1.1 選題背景與意義12-13
• 1.2 國(guó)內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)13-23
• 1.2.1 國(guó)外發(fā)展現(xiàn)狀13-21
• 1.2.2 國(guó)內(nèi)發(fā)展現(xiàn)狀21-22
• 1.2.3 發(fā)展趨勢(shì)22-23
• 1.3 本文的主要研究?jī)?nèi)容23-24
• 1.4 本章小結(jié)24-26
• 第2章 主動(dòng)校正與面形擬合理論26-38
• 2.1 主動(dòng)光學(xué)原理26-27
• 2.2 主被動(dòng)兼容原理27-31
• 2.3 像差分解與面形擬合31-36
• 2.3.1 像差分解31-33
• 2.3.2 面形擬合33-36
• 2.4 本章小結(jié)36-38
• 第3章 面形的主動(dòng)校正技術(shù)38-57
• 3.1 校正目標(biāo)分析38-39
• 3.2 主動(dòng)點(diǎn)布局優(yōu)化39-49
• 3.2.1 優(yōu)化策略39-41
• 3.2.2 優(yōu)化算法的選取41-43
• 3.2.3 剛度矩陣提取43-44
• 3.2.4 本征模態(tài)分解44-46
• 3.2.5 校正力解算與i SIGHT鏈路搭建46-49
• 3.3 優(yōu)化結(jié)果與校正能力分析49-55
• 3.3.1 優(yōu)化結(jié)果49-50
• 3.3.2 促動(dòng)器失效研究50-52
• 3.3.3 促動(dòng)器輸出誤差對(duì)像差校正的影響52-53
• 3.3.4 促動(dòng)器設(shè)計(jì)指標(biāo)53-55
• 3.4 本章小結(jié)55-57
• 第4章 促動(dòng)器設(shè)計(jì)57-70
• 4.1 促動(dòng)器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)57-58
• 4.2 促動(dòng)器元器件選型58-65
• 4.2.1 梯形絲杠與減速器的選型58-59
• 4.2.2 電機(jī)的選型59-61
• 4.2.3 力傳感器的選型61-62
• 4.2.4 其他部件的選型62-65
• 4.3 促動(dòng)器檢測(cè)65-67
• 4.4 促動(dòng)器與主鏡組件有限元分析67
• 4.5 本章小結(jié)67-70
• 第5章 主動(dòng)光學(xué)實(shí)驗(yàn)與分析70-83
• 5.1 縮比鏡主動(dòng)支撐設(shè)計(jì)70-74
• 5.2 主動(dòng)光學(xué)實(shí)驗(yàn)方案74-76
• 5.3 主動(dòng)光學(xué)仿真實(shí)驗(yàn)76-80
• 5.3.1 初始面形檢測(cè)與擬合76-77
• 5.3.2 剛度矩陣提取77-79
• 5.3.3 待校正像差分解與面形校正79-80
• 5.4 本章小結(jié)80-83
• 第6章 總結(jié)與展望83-85
• 6.1 論文的研究成果83-84
• 6.2 論文的創(chuàng)新點(diǎn)84
• 6.3 下一步計(jì)劃84-85
• 參考文獻(xiàn)85-89
• 在學(xué)期間學(xué)術(shù)成果89-91
• 指導(dǎo)教師及作者簡(jiǎn)介91-93
• 致謝93

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