本文關鍵詞：自適應光學系統(tǒng)傾斜校正技術研究　出處：《中國科學院研究生院(長春光學精密機械與物理研究所)》2016年博士論文　論文類型：學位論文

  更多相關文章： 液晶自適應光學系統(tǒng) 傾斜校正 快速反射鏡 誤差抑制帶寬 磁滯非線性 時間延遲補償

【摘要】：波前傾斜校正是自適應光學(AO)系統(tǒng)穩(wěn)定圖像、對目標進行高分辨率成像的前提。隨著大口徑望遠鏡衍射極限分辨率的提高,傾斜校正精度、即波前傾斜誤差抑制帶寬的要求將進一步提高。因此本文圍繞提高AO系統(tǒng)波前傾斜校正誤差抑制帶寬展開了研究工作。定量分析了匹配1m~2m口徑望遠鏡的AO系統(tǒng)的波前傾斜幅度和頻率特性,得出了大氣湍流導致的波前傾斜頻率決定了波前傾斜的校正帶寬需求,當對低軌衛(wèi)星跟蹤成像時,衛(wèi)星運動引起波前傾斜變化速度加劇,波前傾斜頻率增加至30Hz,AO傾斜校正系統(tǒng)誤差抑制-3dB帶寬需要達到80Hz左右。針對AO系統(tǒng)分光傾斜探測方法的能量損失問題,采用波前傾斜和高階畸變共用一個哈特曼波前探測器(WFS)的波前探測方法,省去了單獨的傾斜探測器,波前傾斜的探測和校正分兩個階段進行,在提高了AO系統(tǒng)能量利用率和波前探測能力的同時簡化了系統(tǒng)。采用神經網絡建立壓電陶瓷驅動快速反射鏡(TTM)的磁滯逆模型,在傾斜校正回路的前向通道中加入磁滯補償,將快速反射鏡的靜態(tài)磁滯非線性由17%降低到5%,使得快速反射鏡的開環(huán)到位精度提高70%以上。根據TTM和WFS的響應特性模型,對WFS探測到的傾斜殘差信號進行修正,補償了傾斜校正系統(tǒng)對于TTM響應動作的探測時間延遲,大幅度提高了傾斜校正能力,傾斜誤差抑制-3dB帶寬由61Hz提高到77Hz。增加了高采樣頻率的TTM位置反饋回路,利用PID結合慣性環(huán)節(jié)對TTM進行進一步閉環(huán),減小TTM響應的相位滯后,提高了TTM響應帶寬;利用TTM位置反饋回路和基于WFS的光學波前傾斜校正回路組成雙閉環(huán)回路傾斜校正系統(tǒng),在雙閉環(huán)結構下,對時間延遲補償方法做了進一步改進,實驗室內測量傾斜校正系統(tǒng)的誤差抑制-3dB帶寬提高到86Hz,能夠滿足1~2m大口徑望遠鏡對于低軌道衛(wèi)星的跟蹤成像要求。以上研究工作所取得的成果將對大口徑望遠鏡空間飛行目標的高清晰成像技術起到一定的推動作用。
[Abstract]:Wavefront tilt correction adaptive optical (AO) system is the premise of stable image, high resolution imaging of the target. With the large aperture telescope diffraction limit resolution, tilt correction precision, i.e. wavefront tilt error suppression bandwidth requirements will be further improved. This paper focuses on improving AO system wavefront tilt correction error suppression bandwidth of research work is carried out. Quantitative analysis of the wavefront AO 1m~2m telescope system matching the tilt amplitude and frequency characteristics of the atmospheric turbulence induced wavefront tilt correction of wavefront tilt determines the frequency bandwidth requirements, when the low orbit satellite tracking imaging, satellite motion caused by wavefront tilt change speed increased, the wavefront tilt frequency increases to 30Hz, AO tilt error correction system inhibits -3dB bandwidth required up to about 80Hz. To solve the problem of energy loss in optical tilt detection method of AO system, The wavefront tilt and higher-order aberrations share a Hartmann wavefront sensor (WFS) detection method of the wavefront tilt detector eliminates the need for separate, tilt correction and wavefront detection is divided into two stages, the improved AO system energy utilization rate and the ability of wavefront detection with simplified system. Using neural network to build pressure PZT mirror (TTM) hysteresis inverse model, adding hysteresis compensation to channel in the tilt correction circuit, the static hysteresis nonlinear mirror decreases from 17% to 5%, the mirror ring opening position accuracy is improved by more than 70%. According to the response characteristics of TTM and WFS on the model. Tilt the WFS to detect the residual signal is modified to compensate the tilt correction system for TTM detection response action time delay, greatly improves the tilt correction ability, tilt error suppression bandwidth of -3dB by 61Hz To improve the 77Hz. adds high sampling frequency TTM position feedback loop, using PID combined with inertial link for further loop of TTM, reduce the phase lag response of TTM, improve the TTM bandwidth; using TTM position feedback loop and WFS optical wavefront tilt correction circuit of double closed loop tilt correction system based on the double loop structure. Next, on the time delay compensation method has been further developed in the laboratory measurement error correction system of tilt inhibition of -3dB bandwidth up to 86Hz, can meet the large telescope 1~2m for low orbit satellite tracking imaging. The above research work achievements of large telescope space flight target high resolution imaging technology to a certain role.

【學位授予單位】：中國科學院研究生院(長春光學精密機械與物理研究所)
【學位級別】：博士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：O439;TP391.41

【相似文獻】

相關期刊論文 前9條

1 英昌盛;;一維形貌檢測結果的傾斜校正[J];吉林師范大學學報(自然科學版);2011年01期

2 江建軍;廖愛姣;吳文光;;一個改進的車牌號碼傾斜校正方法[J];湖南文理學院學報(自然科學版);2012年04期

3 桂彩云;白彥;孫永;馬歡波;;大斜度井中傾斜校正方法[J];電子測試;2010年10期

4 王輝;牟宏鑫;王嘉梅;梁志茂;;一種文本圖像傾斜校正的方法[J];云南民族大學學報(自然科學版);2010年03期

5 饒長輝,姜文漢,凌寧;模式耦合對傾斜校正自適應光學系統(tǒng)的非等暈限制[J];強激光與粒子束;2000年04期

6 吳一全;丁堅;;投影點坐標方差最小化車牌垂直傾斜校正[J];應用科學學報;2009年02期

7 李蔓華,殷瑞祥,陳昌虎;身份證信息識別的預處理[J];汕頭大學學報(自然科學版);2003年02期

8 鄭軼;王曉華;沈鋒;李新陽;;基于能動分塊反射鏡的七路激光陣列傾斜校正與相干合成實驗研究[J];中國激光;2011年08期

9 ;[J];;年期

相關會議論文 前3條

1 羅月童;朱曉強;劉曉平;;基于三點的航拍圖像傾斜校正方法及其應用[A];中國儀器儀表學會第九屆青年學術會議論文集[C];2007年

2 楊立剛;張興會;李蘭友;;車牌照字符傾斜校正方法的研究[A];第二屆全國信息獲取與處理學術會議論文集[C];2004年

3 王四平;朱薇薇;劉志文;;一種新的斜體印刷字傾斜角度檢測算法[A];全國第一屆信號處理學術會議暨中國高科技產業(yè)化研究會信號處理分會籌備工作委員會第三次工作會議�？痆C];2007年

相關重要報紙文章 前5條

1 董教素;“電桿傾斜校正器”獲國家專利[N];科技日報;2012年

2 龍哥;攢出自己想要的電腦[N];中國計算機報;2004年

3 龍哥;軟件應用問答[N];中國計算機報;2005年

4 龍哥;軟件應用問答！（二）[N];中國計算機報;2004年

5 Vicen;提高文本識別率“三板斧”[N];電腦報;2004年

相關博士學位論文 前2條

1 王沖沖;自適應光學系統(tǒng)傾斜校正技術研究[D];中國科學院研究生院(長春光學精密機械與物理研究所);2016年

2 潘梅森;醫(yī)學圖像傾斜校正方法與應用研究[D];中南大學;2011年

相關碩士學位論文 前10條

1 擺雪剛;脫機手寫維吾爾文本行傾斜校正技術研究[D];新疆大學;2015年

2 王劍;基于輪廓的維吾爾文單詞識別研究[D];新疆大學;2015年

3 張曉宇;降水自記紙數字化算法研究[D];東北大學;2011年

4 郭曉芳;基于小波變換的網上閱卷圖像傾斜校正方法[D];鄭州大學;2013年

5 許雅卓;基于識別反饋的文檔圖像傾斜校正的研究和應用[D];北方工業(yè)大學;2011年

6 蔣海波;掃描圖像的傾斜校正、分割與壓縮[D];山東大學;2012年

7 宋賢媛;快速響應碼識別技術的研究[D];暨南大學;2015年

8 凌文彪;車牌傾斜校正及字符識別算法的研究[D];廣西大學;2014年

9 貢麗霞;車牌識別系統(tǒng)中的牌照定位及傾斜校正技術研究[D];中北大學;2010年

10 尚曉波;車牌識別系統(tǒng)中傾斜校正和字符識別的研究與實現[D];杭州電子科技大學;2015年

，

本文編號：1369744