望远镜光学结构对自适应光学校正能力的影响分析

自适应光学系统在高分辨力成像望远镜中发挥了重要作用。自适应光学系统对于望远镜系统中的低阶像差几乎可以完全校正,但是会牺牲变形镜的校正行程量;对于中高阶像差,自适应光学系统不能完全校正,如何减小高阶残余误差是望远镜系统设计需要考虑的问题之一。本文首先分析了望远镜光学结构中的主镜结构、次镜遮拦、次镜支撑筋、主次镜装调和光学加工等静态和准静态像差情况,然后分析了这些因素如何影响自适应光学校正能力,最后给出了对望远镜光学结构的要求。     

相位共轭自适应光学回波算法和多目标捕获特性

本文首次用回波算法导出相位共轭自适应光学系统的三个前提条件,论证了在大气扰动中实现波前校正的可行性,并对相位共轭自适应光学系统的多目标捕获特性进行了讨论。     

自适应光学系统时间带宽和空间带宽的匹配

自适应光学系统存在的时间带宽和空间带宽。为了有效地利用自适应光学系统的系统资源，必须使这两种带宽匹配。本文通过经系统校正后的剩余波前扰动相位的均方差与系统时间带宽和空间带宽的关系，研究了在不同条件下系统时间带宽和空间带宽的匹配问题。     

基于自适应扰动观测器的PMSM模型预测电流控制

目的 为了实现包装自动化生产线的高性能控制，针对永磁同步包装驱动电机在模型预测电流控制中对扰动敏感性较大的问题，设计一种基于自适应扰动观测器的模型预测电流控制策略。方法 利用预测误差设计一种自适应扰动观测器，对系统遭受的内部和外部的不确定扰动，扰动观测器估计总扰动并以电流的形式进行补偿。将系统的瞬态过程和稳态过程分别进行考虑，设计一种含有动态权重因子的新型损失函数。结果 通过MATLAB/SIMULINK仿真表明，与传统的控制方法相比，文中方法可以保持瞬态下的高速动态响应和稳态下的低电流纹波，并在应对参数失配和负载突变等问题上，展现了更好的稳态性能和抗干扰能力。结论 文中方法可以有效提升系统动态性能和鲁棒性，使改进后系统更加适用于包装机的应用场景。     

自适应光学系统中实时自适应控制的仿真研究

介绍和分析了一种利用校正残差进行实时迭代的自适应控制算法，可以应用到校正大气湍流的实际自适应光学系统。利用61单元自适应光学系统上实际采集的大气湍流扰动信号，实现了自适应控制算法，并对这种算法的收敛性、稳定性、控制效果等进行了计算机仿真研究，与常规PID算法进行了比较。     

弱光61单元自适应光学系统的校正有效性分析

基于Ｚｅｒｎｉｋｅ多项式模式复原原理,分别就光学系统静态误差和大气湍流扰动引起的动态波前误差两种情况,定义了静态模式因子和动态模式因子两个变量,用来分析弱光６１单元自适应光学系统的校正有效性。     

云南天文台1.2m望远镜的光学系统

云南天文台 1 .2 m地平式望远镜目前进行着两种天文光学工作 :在国家地震监测网络中心内的人造卫星激光测距站的建立及常规观测 ;国家高技术 86 3的 6 1单元自适应光学系统的建立。对望远镜光学系统和两类天文光学工作给予了介绍。     

弱光61单元自适应光学系统的控制优化

在自适应光学系统中,波前校正残误差主要由未完全补偿湍流所引起的误差和系统闭环噪声组成。基于一阶比例－积分控制器分析了弱光６１单元适应光学系统的控制特性。在此基础上风云地非Ｋｏｌｍｏｇｏｒｏｖ湍流情况,提出一种根据实际测量的大气湍流波前扰动功率谱来确定系统,针对非Ｋｏｌｍｏｇｏｒｏｖ湍流情况,提出一根据实际测量的大气湍流波前扰动功率谱来确定系统最优控制带宽的新方法。应用这种方法对弱光６１单元自适应光     

光电技术研究所的自适应光学技术

自适应光学是近二十年发展起来的光学新技术，它使光学系统具有能动地适应外界变化自动克服动态干扰的能力。十多年来光电技术研究所的自适应光学研究室建立了自适应光学技术的基础，研制成功多套自适应光学系统。带动了能动光学元件、微驱动技术和光束动态诊断技术等单元技术的发展。本文综合报导了这些技术进展。     

大口径光电望远镜风阻力矩自抗扰补偿研究

光电望远镜口径超过5m以后,应该补偿风阻力矩干扰,以提高光电望远镜跟踪精度.本文首次将自抗扰控制器应用于光电望远镜的伺服系统中,根据自抗扰控制器可以动态补偿系统模型扰动和外部扰动,将作为负载扰动的风阻力矩归为外部扰动,利用扩张观测器对包括风阻力矩的各项扰动进行观测和补偿.该方法能有效地抑制风阻力矩对系统的影响,同时提高伺服系统速度环的响应速度,减小了稳态误差且无超调.仿真结果表明,具有自抗扰控制器的调速系统,当随机风阻力矩在±100N.m之间变化时,系统稳态误差的均值为1.8×10-5rad/s,标准差为9.87×10-4rad/s,最大值约为5.7×10-3rad/s,其抗扰性能明显优于PID调速系统.     

Third-order aberrations of a prism with spherically curved surfaces

A third-order analysis of a spherically curved prism in a converging beam shows that solutions exist that permit the beam to pass without aberration. A reflecting telescope with such a prism in front of the focus would form a high-throughput astronomical spectrometer for stellar sources. This configuration would yield diffraction-limited performance at a single wavelength. A LiF prism has been designed for a rocket telescope that will image Jupiter from 1216 to 1608 ? with a spatial resolution limited by the 0.5-arcsec pixels of the detector.     

H－S法波前探测的高速图象采集系统

自适应光学系统中有两种方法用于测定波前的局部斜率：剪切干涉测量法和哈特曼法（以下简称Ｈ－Ｓ法）。由于Ｈ－Ｓ法运用较简单的光学系统，无需任何活动组件，具有较高的光效率，并能很好地用于探测器阵列，因此它更普遍地用于自适应光学系统中。本文介绍了一种应用于Ｈ－Ｓ法波前探测的高速图象采集系统，提出了应用本图象采集系统解决高帧频探测器阵列与数据处理机之间的同步协调的方法。     

天文学自适应光学成像望远镜的模拟

为分析天文学自适应光学(AO)望远镜中AO系统的校正性能,利用Matlab仿真其成像过程。采用正交基为Zernike多项式的自相关法产生符合大气统计特性的大气相位屏,仿真平行光通过大气后的瞬时畸变波前相位;采用快速傅里叶变换仿真哈特曼-夏克波前传感器的成像光斑,根据实际成像与参考平面波成像的质心坐标之差,计算波前传感器子孔径内的平均波前斜率。模拟比较了1.2m望远镜两种AO系统布局的校正性能,结果表明,子孔径为正六边形AO系统的校正性能略优于子孔径为正方形AO系统的校正性能,两种AO系统的SR比(StrechlRatio)分别为0.872和0.859。     

百米距离坐标的视觉检测方法

为了实现对大型射电天文望远镜的百米远目标进行测量,建立视觉测量系统对目标检测算法、测量系统的稳定性等进行研究.首先,CCD相机获取百米远处反射靶标的图像信息,采用样条函数对靶标图像进行插值,然后用Canny算法检测靶标图像的边缘信息;接着,采用椭圆拟合算法检测靶标的位置,从而确定靶标在CCD像面上坐标.采用一个平面标准...     

Open-loop control of liquid-crystal spatial light modulators for vertical atmospheric turbulence wavefront correction

We present an open-loop adaptive optics (AO) system based on two liquid-crystal spatial light modulators (LCSLMs) that profit from high precision wavefront generation and good repeatability. A wide optical bandwidth of 300 nm is designed for the system, and a new open-loop optical layout is invented to conveniently switch between the open and closed loop. The corresponding control algorithm is introduced with a loop frequency (the reciprocal of the total time delay of a correction loop) of 103 Hz. The system was mounted onto a 2.16 m telescope for vertical atmospheric turbulence correction. The full width at half-maximum of the image of the star α Boo reached 0.636 arc sec after the open-loop correction, while it was 2.12 arc sec before the correction. The result indicates that the open-loop AO system based on LCSLMs potentially has the ability to be used for general astronomical applications.     

Gravitational eccentric correction optics (GECO): an optical-gravitational device to compensate for flexures in astronomical spectrographs

Mechanical flexure is a source of major failures in astronomical spectrographs, for which the reimaging of a focal-plane pinhole has to be maintained in position within a fraction of a CCD pixel that has dimensions of the order of 15 microm. The d.o.lo.res. (an acronym for device optimized for low resolution) spectrograph for the Italian national telescope, Galileo, showed displacements of the image of the pinhole more than 10 times greater than expected. The mechanical failure was overcome by the insertion of a passive optical wedge that can add an out-of-phase circle to the flexure ellipse. The results encourage the use of the gravitational eccentric correction optics (GECO) optical-gravitational device in all astronomical observations made with the d.o.lo.res. spectrograph.     

用Hartmann－Shack传感器测量激光束的波前相位

Ｈａｒｔｍａｎｎ－Ｓｈａｃｋ传感器已经用于自适应光学系统。它可以同时探测出一束光的振幅和相位信息。通过一个位置传感器，比如ＣＣＤ，它就可以成为一种对光学系统和光束的静态和动态质量诊断的有力工具。从Ｈ－Ｓ波前传感器的输出（波前斜率和近场强度分布），就可以推算出远场特点，如ＰＳＦ和ＯＴＦ。本文将介绍波前重构的理论分析和远场特征评估。同时也给出了光束质量的静态和动态的测量结果。     

Wind loads on ground-based telescopes

One of the factors that can influence the performance of large optical telescopes is the vibration of the telescope structure due to unsteady wind inside the telescope enclosure. Estimating the resulting degradation in image quality has been difficult because of the relatively poor understanding of the flow characteristics. Significant progress has recently been made, informed by measurements in existing observatories, wind-tunnel tests, and computational fluid dynamic analyses. We combine the information from these sources to summarize the relevant wind characteristics and enable a model of the dynamic wind loads on a telescope structure within an enclosure. The amplitude, temporal spectrum, and spatial distribution of wind disturbances are defined as a function of relevant design parameters, providing a significant improvement in our understanding of an important design issue.