望远镜自适应光学实验系统控制技术研究(博士后出站报告)
李邦明
2012-10
Keyword望远镜 自适应光学 Shack-hartmann波前传感器 变形镜 模式控制
Subject Area自适应光学 ; 自动控制
Subtype博士后
Abstract
自适应光学技术已经成为我国发展大口径望远镜的关键技术之一,博士后期间围绕自适应光学系统的控制技术展开相关研究,内容设计波前探测器、波前校正器、控制算法和系统软件等工作,主要工作如下:
(1)研究了基于Shack-Hartmann波前传感器的探测原理,根据实验室搭建的无标定光的自适应光学系统的特点,提出了一种基于Shack-Hartmann波前传感器的自标定波前探测算法,可根据光斑图的特点自动选择重建区域和确定参考质心点,为自适应光学系统控制信号的计算奠定了基础。
(2)研究了静电薄膜变形镜和压电变形镜的工作原理,分析了变形镜镜面形变和驱动电极控制信号之间的关系,并通过变形镜影响函数矩阵(系统响应函数矩阵),建立了待校正像差和电极控制信号之间的关系模型,为自适应光学系统控制算法的设计提供了基础;
(3)分析了驱动电极控制信号的空间域求解模型,研究了空间域内系统控制的优化方法,构建了变形镜可校正像差模式空间,分析了系统对构造正交基模式像差的校正特性,提出了一种基于校正后残余像差估计的模式项数动态优化方法,和固定模式项数控制方法相比,可提高自适应光学系统的空间拟合性能;
(4)研究了时间域内自适应光学系统控制的优化方法,分析了自适应光学系统各模块的特性,建立了自适应光学系统的时域模型,采用模拟化设计方法和离散化设计方法,分别对系统的控制算法进行了优化设计,和纯积分控制相比,新的控制方法可提高自适应光学系统的动态性能;
(5)以实验室搭建的低成本自适应光学系统和2.16米望远镜自适应光学系统为平台,开发了两套自适应光学系统的控制软件,并对上述算法进行了验证分析,实验结果表明,本文研究的控制算法能有效抑制动态大气湍流的影响,大大提高了自适应光学系统的性能。
Document Type研究报告
Identifierhttp://ir.niaot.ac.cn/handle/114a32/760
Collection中国科学院南京天文光学技术研究所_博士后出站报告
中科院天文光学技术重点实验室_博士后出站报告
Recommended Citation
GB/T 7714
李邦明. 望远镜自适应光学实验系统控制技术研究(博士后出站报告). 2012.
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