發(fā)布時(shí)間：2021-05-09 19:33

　　自由空間相干光通信具有高傳輸速度、抗電磁干擾能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn),逐漸成為無(wú)線(xiàn)通信領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)之一。由于大氣湍流隨機(jī)擾動(dòng),光信號(hào)會(huì)產(chǎn)生光束漂移,相位起伏等現(xiàn)象,導(dǎo)致光通信質(zhì)量嚴(yán)重降低。因此,自適應(yīng)光學(xué)技術(shù)作為抑制大氣湍流影響最有效的方法被引入其中。而自適應(yīng)光學(xué)技術(shù)當(dāng)中,控制算法作為核心,其性能優(yōu)劣直接決定了系統(tǒng)波前畸變的校正效果。本文研究了自適應(yīng)光學(xué)系統(tǒng)中比例積分（Proportional20Integral,PI）算法和迭代算法的校正特性,并對(duì)PI算法進(jìn)行優(yōu)化,主要工作如下:1、根據(jù)Zernike多項(xiàng)式仿真經(jīng)大氣湍流擾動(dòng)產(chǎn)生相位畸變的波前,并依次采用高斯賽德?tīng)柕惴�、重�?fù)學(xué)習(xí)迭代算法及基于直接斜率法的PI控制算法對(duì)模擬波前進(jìn)行校正以分析參數(shù)影響。同時(shí)分析上述三種算法運(yùn)算量,討論迭代算法及PI算法的校正特性。2、針對(duì)PI算法進(jìn)行改進(jìn),形成雙重模糊自適應(yīng)比例積分微分（Proportional20Integral20Differential,PID）控制算法。雙重模糊自適應(yīng)PID算法通過(guò)引入權(quán)重因子及閾值判斷模塊,使得該算法在完成控制參數(shù)自整定的同時(shí)靈活調(diào)控算法運(yùn)算量,提高算法性能。同時(shí)通過(guò)仿... 

【文章來(lái)源】：西安理工大學(xué)陜西省

【文章頁(yè)數(shù)】：80 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
1 緒論
    1.1 研究背景
    1.2 國(guó)內(nèi)外研究進(jìn)展
        1.2.1 國(guó)外研究進(jìn)展
        1.2.2 國(guó)內(nèi)研究進(jìn)展
        1.2.3 發(fā)展趨勢(shì)
    1.3 研究意義
    1.4 論文結(jié)構(gòu)安排
2 自適應(yīng)光學(xué)基本理論
    2.1 自適應(yīng)光學(xué)系統(tǒng)基本原理
    2.2 波前測(cè)量的自適應(yīng)光學(xué)系統(tǒng)主要構(gòu)成
        2.2.1 波前傳感器
        2.2.2 波前控制器
        2.2.3 波前校正器
    2.3 Zernike多項(xiàng)式與大氣湍流模擬原理
    2.4 波前評(píng)價(jià)指標(biāo)
    2.5 本章小結(jié)
3 自適應(yīng)光學(xué)PI算法與迭代算法研究
    3.1 系統(tǒng)響應(yīng)矩陣標(biāo)定
    3.2 基于直接斜率法的PI控制算法原理
        3.2.1 直接斜率法
        3.2.2 基于直接斜率法的增量式PI算法
    3.3 迭代算法控制原理
        3.3.1 Gauss-Seidel算法(G-S算法)
        3.3.2 ILC算法
    3.4 PI算法與迭代算法的參數(shù)影響與運(yùn)算量仿真分析
        3.4.1 PI算法與迭代算法參數(shù)影響分析
        3.4.2 PI算法與迭代算法參數(shù)特性對(duì)比
        3.4.3 迭代算法與PI算法運(yùn)算量分析
        3.4.4 PI算法與迭代算法運(yùn)算量對(duì)比
    3.5 PID類(lèi)算法與迭代算法性能總結(jié)
    3.6 本章小結(jié)
4 雙重模糊自適應(yīng)PID控制算法研究
    4.1 基于直接斜率法的雙重模糊自適應(yīng)PID控制算法原理
    4.2 模糊自適應(yīng)PID算法仿真輸入論域影響分析
        4.2.1 不同控制電壓輸入論域范圍對(duì)模糊PID算法的影響
        4.2.2 不同控制電壓一階導(dǎo)數(shù)輸入論域范圍對(duì)模糊PID算法的影響
    4.3 模糊自適應(yīng)PID算法仿真輸出論域影響分析
    4.4 本章小結(jié)
5 自適應(yīng)光學(xué)控制算法的實(shí)驗(yàn)研究
    5.1 自適應(yīng)光學(xué)系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)裝置
    5.2 迭代控制算法校正實(shí)驗(yàn)
        5.2.1 G-S算法實(shí)驗(yàn)研究
        5.2.2 ILC算法實(shí)驗(yàn)研究
    5.3 PID類(lèi)控制算法校正實(shí)驗(yàn)
        5.3.1 PI控制算法的實(shí)驗(yàn)研究
        5.3.2 雙重模糊自適應(yīng)PID控制算法的實(shí)驗(yàn)研究
        5.3.3 PI算法和雙重模糊自適應(yīng)PID控制算法的分析與總結(jié)
    5.4 本章小結(jié)
6 總結(jié)與展望
    6.1 全文總結(jié)
    6.2 展望
致謝
參考文獻(xiàn)
攻讀學(xué)位期間主要研究成果


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]基于自適應(yīng)光學(xué)系統(tǒng)的波前處理算法研究[J]. 羅琳,佟首峰,張雷,姚海峰.  激光與紅外. 2019(10)
[2]液晶-變形鏡自適應(yīng)光學(xué)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集與處理軟件設(shè)計(jì)[J]. 王玉坤,曹召良,李大禹,徐煥宇,宣麗.  光學(xué)精密工程. 2018(06)
[3]太陽(yáng)自適應(yīng)光學(xué)技術(shù)進(jìn)展[J]. 饒長(zhǎng)輝,朱磊,張?zhí)m強(qiáng),饒學(xué)軍,鮑華,孔林,郭友明,鐘立波,馬學(xué)安,李梅,王成,張小軍,樊新龍,王曉云,凡木文,陳東紅,馮忠毅.  光電工程. 2018(03)
[4]無(wú)波前傳感器的自適應(yīng)光學(xué)校正[J]. 吳加麗,柯熙政.  激光與光電子學(xué)進(jìn)展. 2018(03)
[5]大氣湍流對(duì)激光通信系統(tǒng)性能的影響研究[J]. 陳牧,柯熙政.  紅外與激光工程. 2016(08)
[6]交連值對(duì)斜率響應(yīng)矩陣和迭代矩陣稀疏度的影響[J]. 程生毅,陳善球,董理治,劉文勁,王帥,楊平,敖明武,許冰.  物理學(xué)報(bào). 2014(07)
[7]自適應(yīng)光學(xué)閉環(huán)系統(tǒng)實(shí)時(shí)多路自適應(yīng)控制算法[J]. 顏召軍,李新陽(yáng),饒長(zhǎng)輝.  光學(xué)學(xué)報(bào). 2013(03)
[8]湍流強(qiáng)度對(duì)大氣傳輸光束的相位特性及其相位校正物理極限的影響[J]. 韓開(kāi),張曉欣,付福興,賀也洹,張彬.  激光與光電子學(xué)進(jìn)展. 2013(01)
[9]遺傳算法在激光整形中的應(yīng)用[J]. 王衛(wèi)兵,趙帥,郭勁,王挺峰.  激光與紅外. 2012(10)
[10]自適應(yīng)光學(xué)波前校正器技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀[J]. 林旭東,薛陳,劉欣悅,王建立,衛(wèi)沛鋒.  中國(guó)光學(xué). 2012(04)

博士論文
[1]自適應(yīng)光學(xué)系統(tǒng)迭代波前控制算法研究[D]. 程生毅.中國(guó)科學(xué)院研究生院（光電技術(shù)研究所） 2015
[2]自適應(yīng)光學(xué)系統(tǒng)波前復(fù)原及波前控制優(yōu)化技術(shù)研究[D]. 郭友明.中國(guó)科學(xué)院研究生院（光電技術(shù)研究所） 2014
[3]壓電變形鏡控制方法及應(yīng)用研究[D]. 劉瑩.中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2014
[4]基于Shack-Hartmann波前傳感器的自適應(yīng)光學(xué)系統(tǒng)研究[D]. 夏愛(ài)利.中國(guó)科學(xué)院研究生院(西安光學(xué)精密機(jī)械研究所) 2011

碩士論文
[1]無(wú)波前探測(cè)的相干光通信系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)研究[D]. 吳加麗.西安理工大學(xué) 2018
[2]基于GPU的自適應(yīng)光學(xué)系統(tǒng)波前處理算法實(shí)時(shí)性研究[D]. 董玉磊.中國(guó)科學(xué)院大學(xué)(中國(guó)科學(xué)院長(zhǎng)春光學(xué)精密機(jī)械與物理研究所) 2018
[3]基于GPU的自適應(yīng)光學(xué)實(shí)時(shí)波前控制系統(tǒng)研究[D]. 章承偉.中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2018
[4]自適應(yīng)光學(xué)快速迭代控制算法研究與實(shí)現(xiàn)[D]. 段倩.電子科技大學(xué) 2018
[5]無(wú)波前傳感自適應(yīng)光學(xué)原理系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D]. 王曉斌.西安電子科技大學(xué) 2017
[6]基于哈特曼—夏克傳感器的波前檢測(cè)方法研究[D]. 汪偉.華中科技大學(xué) 2011
[7]自適應(yīng)光學(xué)波前重構(gòu)算法研究[D]. 胡謀法.國(guó)防科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2003



本文編號(hào)：3177896