液晶自适应光学系统中倾斜镜的建模与控制

为了提高液晶自适应光学系统的波前探测精度,研究了该系统中倾斜镜的校正方法。分析了液晶自适应光学系统中各环节的物理特性,利用拉格朗日方程给出了倾斜镜系统模型的基本结构;采用子空间辨识方法确定了模型参数,同时利用非线性最小二乘算法对子空间模型的频域特性进行了修正。修正后模型幅频特性均方根误差为0.0245dB,相频特性均方根误差为1.9008°。引入Smith控制策略来解决倾斜镜校正波前整体倾斜过程中的时滞问题;利用子空间辨识出的模型分别进行Smith和PID的仿真和实验验证,得到的结果与仿真计算相吻合,即在相同稳定裕度的情况下,采用Smith补偿PID算法的误差抑制带宽比传统PID算法提高了23.97%。最后,用提出的方法对一组湍流整体倾斜信号进行了校正。结果显示:采用Smith补偿PID算法的控制精度比传统PID算法提高了21.03%,证实提出的方法优化了倾斜镜的校正精度,保证了开环液晶自适应光学系统的波前探测精度。     

自适应光学系统中倾斜镜的自适应逆控制

为了克服自适应光学系统中倾斜镜的迟滞响应,提高响应的线性度,改善倾斜镜的控制精度,研究了倾斜镜的迟滞非线性效应。提出了一个基于频率相关的Mutified-Prandtl-Ishlinskii(MPI)模型的补偿方法来在线自适应逆补偿倾斜镜的迟滞非线性。结合反馈PID控制构成了自适应逆前馈复合控制方案,其中自适应逆前馈克服了由于频率等因素引起的迟滞曲线变化,反馈PID则改善了整体的控制性能。建立了倾斜镜二阶系统模型来估计倾斜镜系统的输出,解决了MPI模型参考信号的问题,避免了增加额外前馈传感器,保证了光能量的利用率。实验结果表明,倾斜镜系统15Hz非线性迟滞率由原来的24.28%降为1.17%,线性度提高了约95%,控制精度较传统PID方法提高了约60%。该方法能够有效补偿倾斜镜的迟滞非线性,提高了自适应光学系统中倾斜镜的校正精度。     

1200mm望远镜开环液晶自适应光学系统设计

在利用地基大口径光学望远镜进行天文观测时,液晶自适应光学成像技术已经被广泛地应用于校正大气湍流所引起的波前像差,为验证该技术的有效性,并最大限度地提高光学系统的能量利用率,现应用Zemax软件,设计出了与1200mm望远镜匹配的开环液晶自适应光学系统,并对该光学系统的成像性能进行了评价。所设计自适应光学系统的MTF曲线接近衍射极限,光学传递函数的模在50lp/mm时可以达到0.4,而成像CCD的极限分辨率为31lp/mm,充分地利用了CCD相机的分辨资源。该自适应光学系统与1200mm望远镜对接匹配后的组合焦距为19.9m,F数为16,P-V值为0.0314λ。

     

用自适应预报控制方法提高数控机床加工精度

在ＤＮＣ环境下,以数控铣床曲面加工为对象,运用序后控测、自适应预报控制方法,提高了数控铣床的曲面加工精度,这种方法特别为那些实现实时有困难的加工机床。提供了一种有效的加工质量控制方法。     

自适应光学系统中非共轭问题对波前校正的影响

在常规的自适应光学系统中,变形镜与波前传感器满足共轭位置关系以保证最好的校正效果。现基于角谱理论,通过对光场线性传输过程的仿真,分析了波前传感器偏离与变形镜共轭的位置的情况下波前校正效果所受到的影响。结果表明,波前传感器偏离共轭位置的距离增大和共轭位置波前的增大,均会导致校正效果变差。     

优化的精度控制自适应调节方案

针对非线性不确定系统,研究并优化了基于输入信号参考自适应PID控制方法——在模型参考自适应PID控制的基础上以输入信号为参考代替模型参考对系统进行控制。控制方法是基于李雅普诺夫平衡点稳定定理控制方法的系统稳定性推演的,由于控制方法中引入稳定项后使控制过程带来微分项,控制方法中加入滤波器,通过系统的自适应调节最终使系统趋于稳定状态。同时,在控制中加入PID因子使系统的控制性能趋佳。该方法是基于输入信号为参考的自适应控制,减少了模型参考带来的误差。仿真推演结果显示,被控对象可以有较强的适应能力,趋于实现更优的过程控制效果。文中给出了运用于海洋钻井设备运动补偿装置实例的分析。     

ABCD矩阵与高斯光束光学系统的讨论

本文用ABCD矩阵讨论高斯光束经光学系统传输的理论问題;给出简单和多元件光学系统的总传递矩阵元素、因式分解、光路运算、光束变换,以及系统合成的实用计算方法。     

多媒体液晶投影机中的光学薄膜

简单介绍了液晶投影机中的光学薄膜,重点介绍了其中的偏振分色、合色等薄膜。     

光动力学系统神经网络系统辨识及自适应控制之性能分析

分析了光动力学系统神经网络常规BP辨识与混沌加速BP辨识的异同,并对与二者相应的两种光动力学系统神经网络自适应控制技术的性能进行了比较。在此基础上,本文对光动力学系统神经网络自适应控制系统的设计原则进行了讨论。     

基于Multibus的AC CNC系统体系结构研究

基于数控系统的高性能要求,提出了一种新的计算机数控(CNC)系统体系结构。在硬件结构上,基于Multibus构成多微处理器功能模块化结构,并采用双端口存储器连接基本CNC模块和自适应控制(AC)模块两个主模块。在软件结构上,基于iRMXⅡ操作系统建立了实时多任务数控操作管理系统,以保证各功能模块的并行处理和协调相互间的信息交换。     

航空平显火控系统误差分析

讨论了航空平显火控系统的原理误差、测量参数误差和显示器误差,分析了原理误差在建立瞄准数学模型中产生的原因,测量误差在火控计算中所使用的参数通过传感器测量而造成的问题,以及显示误差和其他误差带来设备误差等的形成及结果,并对数学模型的简化引起的误差、显示器误差、瞄准误差和系统误差等几个主要误差提出了解决方法及补偿措施。     

Tracking control of cascade systems based on passivity: the nonadaptive and adaptive cases

A new cascade passivity-based control scheme for tracking purposes is proposed in this paper. The proposed scheme is valid for a certain class of nonlinear systems even with unstable zero dynamic, and it is also useful for regulation and stabilization purposes. The cases where all system parameters are assumed to be known (nonadaptive case) and also the case when they are unknown (adaptive case) are considered. Some simulation examples are studied to analyze the behavior of the proposed scheme.     

铁电液晶基空间光调制器的灰度响应特性

提出了一类以铁电液晶作光调制层的空间光调制器等效电路模型,对调制器的灰度响应特性进行了动态仿真研究,给出了驱动电压频率100Hz~1kHz和写入光强0~10mW/cm²时调制器的强度转移特性曲线。结果表明,光寻址空间光调制器(OASLM)电光响应的上升时间随写入光强的增加而减少,写入光强由0.5mW/cm²增加到10mW/cm²,上升时间从1.44ms减少为74μs。写入光强存在使输出光强随之(准)线性增加的范围,调制器工作在该范围内即可显示不同灰度;强度转移特性对电压频率十分敏感,调节频率可对调制器的工作范围及灰度区内强度转移特性曲线的斜率等进行控制,频率由100Hz增加到1kHz,工作范围由(0.08mW/cm²,1mW/cm²)改变为(2mW/cm²,10mW/cm²),同时线性段内强度转移特性曲线的斜率减小。另外,虽然擦除光对强度转移特性的影响很弱,但必须注入擦除光以抑制无写入光注入时的光响应和保证在新信息写入前擦除先前的信息。由该模型得到的仿真实验结果在趋势与量级上均与有关文献的实测结果相一致。     

单晶硅红外液晶光阀

描述了单晶硅红外液晶光阀工作的基本原理、制作工艺过程及其技术性能指标的测试结果。给出了利用单晶硅红外液晶光阀产生复杂动态红外场景的实验结果。     

具有泵浦噪声之光动力学系统自适应控制

以控制具有泵浦噪声的布拉格声光系统为例,研究了利用光动力学系统自适应参考模型控制技术用于控制具有泵浦噪声之光动力学系统的可行性.研究发现,由于此自适应控制技术以受控光动力学系统与其无泵浦噪声参考模型之输出差值作为反馈宗量,进而对光动力学系统之控制参数进行调整,故该技术在泵浦噪声出现时仍可消除光动力学系统控制参数的确定性扰动,因而特别适合于需要光动力学系统之运转稳定在某一具体动力学状态及按预定顺序进行转换情形下的控制.     

液晶空间光调制器对真实人眼畸变波前的校正

基于液晶空间光调制器波前调制量大,像素密度高,驱动电压低等优点,用液晶空间光调制器作为校正眼像差的关键元件,研制了用于人眼畸变波前探测和校正的自适应光学系统.介绍了液晶空间光调制器的波前调制原理,利用ZYGO干涉仪测定了位相调制和灰度级的关系曲线.分别用Hartman-Shack波前探测器和高分辨率液晶空间光调制器探测和校正人眼的波前畸变,对近视5 m~(-1) (500度)的人眼进行了自适应校正实验.校正后,系统的波前误差为0.086λ PV和0.013λ RMS, 达到了系统的衍射极限,并可清晰地分辨眼底原来模糊的细胞.实验结果表明,液晶空间光调制器可以有效校正畸变波前,达到提高成像质量的目的.     

Experimental evaluation of adaptive three-tank level control

Liquid level control through regulation of mass flow rates is an important application in various areas of the power industry. Very often a PID controller is used for these applications. This paper compares a nonconventional PID controller and three different types of adaptive controller, a direct model reference adaptive controller (MRAC), an indirect MRAC with Lyapunov estimation, and an indirect MRAC with recursive least-squares (RLS) updating estimation, for liquid level control. By implementing all four controllers on a three-tank system, the performances of each are compared. All controllers track a sinusoidal input very well and overall exhibit somewhat varying performance. The direct MRAC and the indirect MRAC with RLS estimation give the best performance. With Lyapunov estimation and RLS estimation, all the system parameter estimates converge to the reference model values. However, RLS estimation has a much faster convergence. It is concluded that adaptive liquid level control is an improvement over traditional liquid level control when precise level control in three coupled tanks is desired.