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0-1故障模型在自适应光学系统中的应用

宋定安 李新阳 彭真明

宋定安, 李新阳, 彭真明. 0-1故障模型在自适应光学系统中的应用[J]. 红外与激光工程, 2018, 47(11): 1111004-1111004(9). doi: 10.3788/IRLA201847.1111004
引用本文: 宋定安, 李新阳, 彭真明. 0-1故障模型在自适应光学系统中的应用[J]. 红外与激光工程, 2018, 47(11): 1111004-1111004(9). doi: 10.3788/IRLA201847.1111004
Song Ding'an, Li Xinyang, Peng Zhengming. Application of 0-1 fault model in adaptive optics system[J]. Infrared and Laser Engineering, 2018, 47(11): 1111004-1111004(9). doi: 10.3788/IRLA201847.1111004
Citation: Song Ding'an, Li Xinyang, Peng Zhengming. Application of 0-1 fault model in adaptive optics system[J]. Infrared and Laser Engineering, 2018, 47(11): 1111004-1111004(9). doi: 10.3788/IRLA201847.1111004

0-1故障模型在自适应光学系统中的应用

doi: 10.3788/IRLA201847.1111004
基金项目: 

国家自然科学基金(61205069,61571096)

详细信息
    作者简介:

    宋定安(1989-),男,博士生,主要从事自适应光学系统中鲁棒控制方面的研究。Email:psupgpv@163.com

  • 中图分类号: O436

Application of 0-1 fault model in adaptive optics system

  • 摘要: 自适应光学系统有效通光口径的变化会引起部分哈特曼传感器子孔径缺光以及部分变形镜驱动器失效,造成系统子孔径排布和驱动器排布的匹配布局发生改变,从而引起变形镜控制电压输入与哈特曼传感器反馈输出之间的对应关系发生变化。针对自适应光学系统有效布局变化的情况,首先从理论上分析了系统不能稳定工作的原因,并且提出采用0-1故障模型的新方法对自适应光学系统部分单元失效的情况进行建模,然后针对经典比例-积分控制算法进行修正。最后通过实验证明,采用0-1故障模型建模,可以保证系统的稳定运行,但自适应光学系统的部分单元失效,会引起系统对波前像差的校正能力的下降。
  • [1] Jiang Wenhan. Adaptive optical technology[J]. Chinese Journal of Nature, 2005, 28(1):7-13. (in Chinese)姜文汉. 自适应光学技术[J]. 自然杂志, 2005, 28(1):7-13.
    [2] Luo Qi, Li Xinyang. Control performance analysis of a double overlap adaptive optics system[J]. Acta Optica Sinca, 2015, 35(5):0501002. (in Chinese)罗奇, 李新阳. 嵌套双自适应光学系统的控制特性分析[J]. 光学学报, 2015, 35(5):0501002.
    [3] Lin Xudong, Xue Chen, Liu Xinyue, et al. Current status and research development of wavefront correctors for adaptive optics[J]. Chinese Optics, 2012, 5(4):337-351. (in Chinese)林旭东, 薛陈, 刘欣悦, 等.自适应光学波前校正器技术发展现状, 中国光学, 2012, 5(4):337-351.
    [4] Luo Qi, Li Xinyang. Design of optics axis jitter rejection controller for adaptive optics system[J]. Infrared and Laser Engineering, 2016, 45(4):0432003. (in Chinese)罗奇, 李新阳. 自适应光学系统光轴抖动抑制控制器设计[J]. 红外与激光工程, 2016, 45(4):0432003.
    [5] Yu Hao, Huang Linhai, Huang Lixin, et al. Experiment of full field compensation with two-deformable mirrors adaptive optics system[J]. Infrared and Laser Engineering, 2011, 40(8):1542-1546. (in Chinese)余浩, 黄林海, 黄利新, 等. 双变形镜自适应光学系统全场补偿实验验证[J]. 红外与激光工程, 2011, 40(8):1542-1546.
    [6] Zhang Dongge, Fu Yutian. Deformable mirror modeling and control based on on-line least square support vector maching[J]. Infrared and Laser Engineering, 2016, 45(11):1118007. (in Chinese)张东阁, 傅雨田. 基于在线最小二乘支持向量机的变形镜建模与控制[J]. 红外与激光工程, 2016, 45(11):1118007.
    [7] Luo Qi. Optimal control technology of adaptive optics[D]. Chengdu:Institute of Optics and Electronics, Chinese Academy of Sciences, 2016:72-75. (in Chinese)罗奇. 自适应光学优化控制技术研究[D]. 成都:中国科学院光电技术研究所, 2016:72-75.
    [8] Noll R. Zernike polynomials and atmospheric turbulence[J]. JOSA, 1976(A), 66:207-211.
    [9] Zhang Yudong, Rao Changhui, Li Xinyang. Adaptive Optics and Laser Control[M]. Beijing:National Defense Industry Press, 2016:38, 136-141. (in Chinese)张雨东, 饶长辉, 李新阳. 自适应光学及激光操控[M]. 北京:国防工业出版社, 2016:38, 136-141.
    [10] Nagashima M, Agrawal B N. Active control of adaptive optics system in a large segmented mirror Telescope[J]. International Journal of Systems Science, 2012, 45(12):1-17.
    [11] Yan Haixing, Zhang Deliang, Li Shushan. Numerical simulation of an adaptive optics system direct wavefront gradient control method[J]. Acta Optica Sinca, 1997, 17(6):758-765. (in Chinese)严海星, 张德良, 李树山. 自适应光学系统的数值模拟:直接斜率控制法律[J]. 光学学报, 1997, 17(6):758-765.
    [12] Zhang Dengfeng, Wang Zhiquan, Hai Xiaodong. Satisfactory Fault-tolerant Control[M]. Beijing:Science Press, 2014:24-26. (in Chinese)张登峰, 王执铨, 韩笑冬. 满意容错控制[M]. 北京:科学出版社, 2014:24-26.
    [13] Long Zhiqing, Xue Song, Chen Huixing. Passive fault tolerant control for SusPension system of magleve train Based on LMI[J]. Computer Simulation, 2008, 25(2):265-268.
    [14] Xiang Yu, Jin Jiang. Hybrid Fault-tolerant flight control system design against partial actuator failures[J]. IEEE Transactions on Control Systems Technology, 2012, 20(4):871-886.
    [15] Zhang Guoguang, Zhang Hui, Huang Xiaoyu, et al. Active fault-tolerant control for electric vehicles with independently driven rear in-wheel motors against certain actuator faults[J]. IEEE Transactions on Control Systems Technology, 2016, 24(5):1557-2016.
  • [1] 王晶, 王孝坤, 胡海翔, 李凌众, 苏航.  夏克哈特曼扫描拼接检测平面镜(特邀) . 红外与激光工程, 2021, 50(10): 20210527-1-20210527-7. doi: 10.3788/IRLA20210527
    [2] 冯亚飞, 韦承甫, 刘现魁, 任晓明, 王振华, 孟昭荣.  应用于环形激光束的低阶哈特曼波前传感器设计 . 红外与激光工程, 2021, 50(7): 20210016-1-20210016-6. doi: 10.3788/IRLA20210016
    [3] 贾启旺, 李新阳, 罗曦.  自适应光学系统运行失稳检测方法 . 红外与激光工程, 2020, 49(10): 20200299-1-20200299-10. doi: 10.3788/IRLA20200299
    [4] 方舟, 徐项项, 李鑫, 刘金龙, 杨慧珍, 龚成龙.  自适应增益的SPGD算法 . 红外与激光工程, 2020, 49(10): 20200274-1-20200274-7. doi: 10.3788/IRLA20200274
    [5] 雍佳伟, 郭友明, 饶长辉.  基于像差共轭组合模型的自适应光学系统控制方法 . 红外与激光工程, 2020, 49(9): 20190534-1-20190534-9. doi: 10.3788/IRLA20190534
    [6] 邓可然, 魏凯, 晋凯, 董若曦, 李敏, 张雨东.  1.8米望远镜钠信标自适应光学系统的高对比度成像性能研究 . 红外与激光工程, 2020, 49(8): 20200058-1-20200058-9. doi: 10.3788/IRLA20200058
    [7] 余霞, 王家秋, 张彬.  薄膜残余应力和表面杂质对变形镜疲劳寿命的影响 . 红外与激光工程, 2019, 48(9): 916002-0916002(7). doi: 10.3788/IRLA201948.0916002
    [8] 范占斌, 戴一帆, 铁贵鹏, 关朝亮, 宁禹, 刘俊峰.  横向压电驱动变形镜的迟滞特性及其闭环校正 . 红外与激光工程, 2018, 47(10): 1020001-1020001(6). doi: 10.3788/IRLA201847.1020001
    [9] 杨慧珍, 王斌, 刘瑞明, 马良.  模型式无波前探测自适应光学系统抗噪能力分析 . 红外与激光工程, 2017, 46(8): 817002-0817002(6). doi: 10.3788/IRLA201746.0817002
    [10] 曹召良, 穆全全, 徐焕宇, 张佩光, 姚丽双, 宣丽.  开环液晶自适应光学系统:研究进展和结果 . 红外与激光工程, 2016, 45(4): 402002-0402002(8). doi: 10.3788/IRLA201645.0402002
    [11] 张至诚, 张晓芳, 高雪, 宋杰, 王潇.  多层共轭自适应光学系统性能 . 红外与激光工程, 2016, 45(12): 1218002-1218002(5). doi: 10.3788/IRLA201645.1218002
    [12] 罗奇, 李新阳.  自适应光学系统光轴抖动抑制控制器设计 . 红外与激光工程, 2016, 45(4): 432003-0432003(6). doi: 10.3788/IRLA201645.0432003
    [13] 张耀平, 樊峻棋, 龙国云.  变形镜在激光辐照下热畸变有限元模拟 . 红外与激光工程, 2016, 45(11): 1136002-1136002(5). doi: 10.3788/IRLA201645.1136002
    [14] 张东阁, 傅雨田.  基于在线最小二乘支持向量机的变形镜建模与控制 . 红外与激光工程, 2016, 45(11): 1118007-1118007(7). doi: 10.3788/IRLA201645.1118007
    [15] 袁健, 沙巍, 任建岳.  空间相机用变形镜的支撑结构设计 . 红外与激光工程, 2016, 45(7): 718001-0718001(6). doi: 10.3788/IRLA201645.0718001
    [16] 吴伟彬, 戴一帆, 关朝亮, 范占斌, 钟曜宇.  横向压电效应变形镜优化设计 . 红外与激光工程, 2016, 45(8): 818003-0818003(7). doi: 10.3788/IRLA201645.0818003
    [17] 杨慧珍, 刘荣, 刘强.  基于变形镜本征模的模型式无波前探测自适应光学系统 . 红外与激光工程, 2015, 44(12): 3639-3644.
    [18] 武超群, 李梅, 周璐春.  哈特曼传感器仿真平台设计 . 红外与激光工程, 2015, 44(2): 567-571.
    [19] 母杰, 郑文佳, 李梅, 饶长辉.  基于FPGA和DSP技术的自适应光学系统在线大气湍流参数测量平台 . 红外与激光工程, 2013, 42(3): 703-708.
    [20] 赵建科, 李霞, 徐亮, 段亚轩.  激光缩束系统波前畸变精度分析 . 红外与激光工程, 2013, 42(1): 79-83.
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出版历程
  • 收稿日期:  2018-06-10
  • 修回日期:  2018-07-28
  • 刊出日期:  2018-11-25

0-1故障模型在自适应光学系统中的应用

doi: 10.3788/IRLA201847.1111004
    作者简介:

    宋定安(1989-),男,博士生,主要从事自适应光学系统中鲁棒控制方面的研究。Email:psupgpv@163.com

基金项目:

国家自然科学基金(61205069,61571096)

  • 中图分类号: O436

摘要: 自适应光学系统有效通光口径的变化会引起部分哈特曼传感器子孔径缺光以及部分变形镜驱动器失效,造成系统子孔径排布和驱动器排布的匹配布局发生改变,从而引起变形镜控制电压输入与哈特曼传感器反馈输出之间的对应关系发生变化。针对自适应光学系统有效布局变化的情况,首先从理论上分析了系统不能稳定工作的原因,并且提出采用0-1故障模型的新方法对自适应光学系统部分单元失效的情况进行建模,然后针对经典比例-积分控制算法进行修正。最后通过实验证明,采用0-1故障模型建模,可以保证系统的稳定运行,但自适应光学系统的部分单元失效,会引起系统对波前像差的校正能力的下降。

English Abstract

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