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倾斜镜系统动态耦合数学模型的建立方法

宋宏 张嘉恒 郦瑞奇 刘腾君 詹舒越 杨萍 穆全全 杨文静

宋宏, 张嘉恒, 郦瑞奇, 刘腾君, 詹舒越, 杨萍, 穆全全, 杨文静. 倾斜镜系统动态耦合数学模型的建立方法[J]. 红外与激光工程, 2016, 45(3): 318002-0318002(6). doi: 10.3788/IRLA201645.0318002
引用本文: 宋宏, 张嘉恒, 郦瑞奇, 刘腾君, 詹舒越, 杨萍, 穆全全, 杨文静. 倾斜镜系统动态耦合数学模型的建立方法[J]. 红外与激光工程, 2016, 45(3): 318002-0318002(6). doi: 10.3788/IRLA201645.0318002
Song Hong, Zhang Jiaheng, Li Ruiqi, Liu Tengjun, Zhan Shuyue, Yang Ping, Mu Quanquan, Yang Wenjing. Dynamic modeling of input-output coupled piezoelectric fast steering mirror[J]. Infrared and Laser Engineering, 2016, 45(3): 318002-0318002(6). doi: 10.3788/IRLA201645.0318002
Citation: Song Hong, Zhang Jiaheng, Li Ruiqi, Liu Tengjun, Zhan Shuyue, Yang Ping, Mu Quanquan, Yang Wenjing. Dynamic modeling of input-output coupled piezoelectric fast steering mirror[J]. Infrared and Laser Engineering, 2016, 45(3): 318002-0318002(6). doi: 10.3788/IRLA201645.0318002

倾斜镜系统动态耦合数学模型的建立方法

doi: 10.3788/IRLA201645.0318002
基金项目: 

国家自然科学基金(11304278);国家863计划(2014AA093409);浙江省公益项目(2013C31052);卫星海洋环境动力学国家重点实验室开放研究基金课题(SOED1606)

详细信息
    作者简介:

    宋宏(1981-),男,讲师,硕士生导师,博士,主要从事自适应光学方面的研究工作。Email:hongsong@zju.edu.cn

    通讯作者: 詹舒越(1983-),男,博士后,主要从事表面等离子体共振生物传感器及分析仪器方面的研究工作。Email:zsy8396@163.com
  • 中图分类号: TP273.2

Dynamic modeling of input-output coupled piezoelectric fast steering mirror

  • 摘要: 主要探究了在传感器采样频率较高(如高速相机、位置传感器)、倾斜镜动态特性不可忽略的情况下,如何基于实验数据建立开环倾斜镜系统的动态耦合数学模型的问题。分析了系统的动态特性以及输入与输出之间的耦合,提出了基于倾斜镜系统的输入输出数据、采用子空间辨识算法建立倾斜镜系统动态耦合数学模型的方法,并通过实验评估了模型的准确性和建模方法的可行性。实验结果显示,通过该方法所建立的倾斜镜动态耦合模型的VAF值达到95%,模型准确性相比传统的静态模型有了很大提高,验证了建模方法的可行性。研究成果可用于闭环倾斜镜系统优化反馈控制器的设计,提高系统对于光束偏移矫正的性能。
  • [1] Li C, Xia M L, Mu Q Q, et al. High-precision open-loop adaptive optics system based on LC-SLM[J]. Optics Express, 2009, 17(13):10774-10781.
    [2] Portillo A A, Ortiz G G, Racho C. Fine pointingcontrol for optical communications[J]. 2001 IEEE Aerospace Conference Proceedings, 2001, 3:1541-1550.
    [3] Cao Z L, Mu Q Q, Hu L F, et al. Preliminary use of nematic liquid crystal adaptive optics with a 2.16-meter reflecting telescope[J]. Optics Express, 2009, 17(4):2530-2537.
    [4] Cao Z L, Mu Q Q, Hu L F, et al. Optimal energy-splitting method for an open-loop liquid crystal adaptive optics system[J]. Optics Express, 2012, 20(17):19331-19342.
    [5] Tan Fengfu, Chen Xiutao, Yao Baidong, et al. Tilt correction system for laser atmospheric propagation[J]. Infrared and Laser Engineering, 2011, 40(3):429-432. (in Chinese)谭逢富, 陈修涛, 姚佰栋, 等. 激光大气传输倾斜校正系统[J]. 红外与激光工程, 2011, 40(3):429-432.
    [6] Sweeney M, Rynkowski G, Ketabchi M, et al. Design considerations for fast steering mirrors(FSMs)[J]. Optical Scanning, 2002, 4773(1):63-73.
    [7] Zhang Xiaojun, Ling Ning. Dynamic analysis of fast piezo steering mirror[J]. High Power Laser Particle Beams, 2003, 15(10):966-968. (in Chinese)张小军, 凌宁. 高速压电倾斜镜动态特性分析[J]. 强激光与粒子束, 2003, 15(10):966-968.
    [8] Liu Min. Research of model and control for fast-steering mirrors[J]. Optical Technique, 2008, 34(2):227-229. (in Chinese)刘敏. 快速倾斜镜的模糊PID自适应控制器设计[J]. 光学技术, 2008, 34(2):227-229.
    [9] Van O P, De M B. Subspace Identification for Linear System:Theory Implementation Applications[M]. London:Kluwer Academic Publishers, 1996.
    [10] Song H, Fraanje R, Schitter G, et al. Controller design for a high-sampling-rate closed-loop adaptive optics system with piezo-driven deformable mirror[J]. European Journal of Control, 2011, 17(3):290-301.
  • [1] 刘云哲, 董岩, 王伟, 宋建林.  光电跟踪系统的摩擦模型辨识与补偿策略研究 . 红外与激光工程, 2023, 52(11): 20230151-1-20230151-9. doi: 10.3788/IRLA20230151
    [2] 吴涛, 熊灿成, 李聪, 徐媛媛, 李昇平.  泄漏蒸汽红外温度场静动态锤尾特性表征与辨识 . 红外与激光工程, 2022, 51(12): 20220179-1-20220179-12. doi: 10.3788/IRLA20220179
    [3] 赵倩, 周冬明, 杨浩, 王长城, 李淼.  结合多尺度特征融合和多输入多输出编-解码器的去模糊算法 . 红外与激光工程, 2022, 51(10): 20220018-1-20220018-13. doi: 10.3788/IRLA20220018
    [4] 徐进, 杨世海, 叶宇, 顾伯忠.  极端环境下光学红外望远镜伺服系统模型预测 . 红外与激光工程, 2021, 50(12): 20210209-1-20210209-8. doi: 10.3788/IRLA20210209
    [5] 于志, 孟庆亮, 于峰, 聂云松, 赵振明, 郭楠.  某低轨倾斜轨道相机热控系统设计与验证 . 红外与激光工程, 2021, 50(5): 20200332-1-20200332-6. doi: 10.3788/IRLA20200332
    [6] 王辰忠, 胡中文, 陈忆, 许明明, 陈力斯.  空间引力波望远镜主反射镜系统的结构设计优化 . 红外与激光工程, 2020, 49(7): 20190469-1-20190469-10. doi: 10.3788/IRLA20190469
    [7] 孙浩添, 杜福嘉, 张志永.  基于模型预测控制的大口径快摆镜随动系统 . 红外与激光工程, 2020, 49(2): 0214001-0214001. doi: 10.3788/IRLA202049.0214001
    [8] 林森, 刘世本, 唐延东.  多输入融合对抗网络的水下图像增强 . 红外与激光工程, 2020, 49(5): 20200015-20200015-9. doi: 10.3788/IRLA20200015
    [9] 田永胜, 侯金, 龙银福, 唐翠姣, 黄玉春, 杨春勇, 陈少平.  光纤倾斜耦合角度的快速精密图像测量 . 红外与激光工程, 2019, 48(10): 1013001-1013001(8). doi: 10.3788/IRLA201948.1013001
    [10] 夏培培, 邓永停, 王志乾, 李洪文, 王显军.  2 m望远镜消旋K镜转台的模型辨识 . 红外与激光工程, 2018, 47(3): 318001-0318001(8). doi: 10.3788/IRLA201847.0318001
    [11] 王昊, 刘晶红, 邓永停, 张雪菲.  光电跟踪转台的控制模型辨识 . 红外与激光工程, 2016, 45(6): 617007-0617007(7). doi: 10.3788/IRLA201645.0617007
    [12] 安其昌, 张景旭, 杨飞, 赵宏超.  TMT三镜动力学模型辨识与标校 . 红外与激光工程, 2016, 45(5): 517003-0517003(5). doi: 10.3788/IRLA201645.0517003
    [13] 毛博年, 孟新, 卞春江, 高东, 张磊.  二维耦合光学摆镜伺服控制系统 . 红外与激光工程, 2015, 44(2): 544-548.
    [14] 周浩天, 艾勇, 单欣, 代永红.  自由空间光通信中精跟踪系统的辨识 . 红外与激光工程, 2015, 44(2): 736-741.
    [15] 崔雄文, 吴钦章, 蒋平, 周进.  子空间模型下的仿射不变目标跟踪 . 红外与激光工程, 2015, 44(2): 769-774.
    [16] 闫公敬, 张宪忠, 李柱.  子孔径拼接检测光学平面反射镜技术 . 红外与激光工程, 2014, 43(7): 2180-2184.
    [17] 姚佰栋, 时晶晶, 侯再红, 谭逢富, 吴毅.  基于超磁致伸缩材料的高速倾斜镜的设计与应用 . 红外与激光工程, 2013, 42(1): 96-101.
    [18] 肖前进, 贾宏光, 韩雪峰, 席睿.  一种低耦合位移动镜支撑机构静动态性能分析 . 红外与激光工程, 2013, 42(4): 975-981.
    [19] 李慧, 吴军辉, 胡欣, 樊宏杰, 赵宏鹏, 黄振宇.  两维转镜的等效动态控制误差模型辨识 . 红外与激光工程, 2013, 42(2): 366-371.
    [20] 时晶晶, 姚佰栋, 鲁加国.  高速倾斜镜建模与传递函数辨识 . 红外与激光工程, 2013, 42(10): 2748-2752.
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出版历程
  • 收稿日期:  2015-07-24
  • 修回日期:  2015-08-27
  • 刊出日期:  2016-03-25

倾斜镜系统动态耦合数学模型的建立方法

doi: 10.3788/IRLA201645.0318002
    作者简介:

    宋宏(1981-),男,讲师,硕士生导师,博士,主要从事自适应光学方面的研究工作。Email:hongsong@zju.edu.cn

    通讯作者: 詹舒越(1983-),男,博士后,主要从事表面等离子体共振生物传感器及分析仪器方面的研究工作。Email:zsy8396@163.com
基金项目:

国家自然科学基金(11304278);国家863计划(2014AA093409);浙江省公益项目(2013C31052);卫星海洋环境动力学国家重点实验室开放研究基金课题(SOED1606)

  • 中图分类号: TP273.2

摘要: 主要探究了在传感器采样频率较高(如高速相机、位置传感器)、倾斜镜动态特性不可忽略的情况下,如何基于实验数据建立开环倾斜镜系统的动态耦合数学模型的问题。分析了系统的动态特性以及输入与输出之间的耦合,提出了基于倾斜镜系统的输入输出数据、采用子空间辨识算法建立倾斜镜系统动态耦合数学模型的方法,并通过实验评估了模型的准确性和建模方法的可行性。实验结果显示,通过该方法所建立的倾斜镜动态耦合模型的VAF值达到95%,模型准确性相比传统的静态模型有了很大提高,验证了建模方法的可行性。研究成果可用于闭环倾斜镜系统优化反馈控制器的设计,提高系统对于光束偏移矫正的性能。

English Abstract

参考文献 (10)

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