在光束传输系统中，通常存在由于传输介质引起的能量与频率成反比的宽带扰动和平台振动引起的在某个特定频率点的窄带扰动，使得光束发生抖动或漂移，造成光斑能量下降。为了解决光束传输系统中由大幅度、高频率窄带扰动和宽带扰动引起光束抖动，设计了基于高速倾斜反射镜谐振补偿的混合自适应滤波器的光束抖动控制方法。该方法采用最小均方（LMS）自适应滤波器与经典的比例-积分控制器并行工作的控制结构，分别利用LMS自适应滤波器对高频率、大幅度的窄带扰动进行抑制，比例-积分控制器对宽带扰动进行抑制，从而实现了对大幅度、高频率窄带扰动和宽带扰动的同时抑制。实验结果表明，本文提出的系统结构和控制方法能够有效地抑制光束传输系统中的光束抖动。

设计了一种压电陶瓷驱动的精密倾斜平台及其倾斜角度控制方法,实现了高精度倾斜控制。该控制系统主要由主控制器、位移探测模块、数模转换模块、高压驱动模块4部分组成,可实现快速精确的倾斜控制。运用了球透镜与位置敏感传感器相结合的方法测量和控制精密倾斜控制平台的倾斜角度。实验结果表明,该平台控制精度优于0.5 μrad,且结构简单、易于装设,特别适用于要求倾斜角度精密控制且低成本的工程应用环境。

针对比例积分控制算法在自适应光学校正性能方面的缺陷,从建立自适应光学系统的模型出发,利用线性二次高斯(LQG)控制算法来提升自适应光学系统的校正性能,并在实际系统中进行了实验验证。与比例积分控制实验的对比结果表明,LQG控制校正后的远场光斑光强值可从3000 ADU提升到3700 ADU,残余波前方均根值可从0.039 μm下降到0.026 μm。LQG控制可抑制闭环后远场光斑的剧烈抖动,提高变形镜的电压收敛速度,进一步提高自适应光学系统的稳定性和响应速度。

设计并搭建了可调谐飞秒光学参量振荡系统, 研究了不同腔长处信号光的稳定性, 通过比例积分控制系统控制腔长, 分别利用功率锁定和波长锁定两种方法提升了系统的信号光输出稳定性, 对比了两种方法分别对信号光输出功率和光谱稳定性的提升效果, 研究了两种锁定方式的锁定特点。实验中, 利用光纤飞秒激光器抽运PPLN晶体, 实现了信号光中心波长在1317~1610 nm连续调谐。通过功率锁定, 将15 min内信号光的功率稳定性提升至0.16%, 波长稳定性提升至0.35%; 通过波长锁定, 将15 min内信号光的功率稳定性提升至0.25%, 波长稳定性提升至0.03%, 利用两种方法都实现了信号光输出功率和波长稳定性的提升。不同的应用领域对于飞秒光学参量振荡器输出信号光功率稳定性及光谱稳定性有不同的要求, 本研究对比了两种锁定方式的锁定效果, 为今后相关研究提供了实验依据与参考。

选用4616V4型四极电子管，单管输出350 kW，采用两路并行放大链路，设计了一套输出功率350 kW×2的大功率电子管功率源系统。基于四极电子管的恒流特性曲线及实验数据，拟合输出功率与阳极电压、输入功率的关系曲线，利用Origin软件拟合函数，建立数学模型，并利用闭环比例-积分(PI)反馈控制，稳定输出电压，通过Simulink仿真探寻最佳工作点，较低的阳极电压以及近饱和的输入功率既能有效增大工作频率，又能满足高功率输出的要求，仿真结果与实际联机调试数据对比，误差低于5%，根据仿真数据得到的结论与13点分析法一致，可以有效指导探寻最佳工作点。

分析和介绍了自适应光学闭环系统中一种实用的实时多路自适应控制算法。该多路自适应控制算法综合考虑了大气湍流扰动以及自适应光学系统时间延迟对系统控制效果的影响，其各个控制回路的控制参数能根据外界扰动的变化进行实时的迭代调整，从而使系统始终工作在最优控制状态。利用61单元自适应光学系统上模拟的大气湍流扰动信号，实现了对变形镜各路控制电压进行闭环优化控制的多路自适应控制算法，并对该算法的收敛性、控制效果、控制带宽进行了仿真研究和分析。仿真结果表明，同经典比例积分控制算法相比，多路自适应控制算法具有更强的自适应性，可以更有效地减少外界扰动对自适应光学系统校正效果的影响，提高自适应光学系统的闭环控制带宽，改善控制特性。

介绍了校正大气湍流畸变波前像差的自适应光学系统中，基于预测控制技术对变形镜控制电压进行预测以减少自适应光学系统中时间延迟误差的方法。对受横向风影响的大气湍流畸变波前斜率数据，利用数值仿真方法，研究了基于递推最小二乘（RLS）算法的线性预测控制算法对自适应光学系统变形镜控制电压进行超前预测的方法，并与采用比例积分(PI)控制算法时的最好校正效果进行了比较。对比结果表明，采用预测控制的方法比经典PI控制的方法能更有效地降低系统由伺服延迟引起的误差。