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Abstract
University of Freiburg, Gisela and Erwin Sick Laboratory for Micro-Optics, Department of Microsystems Engineering, Freiburg, Germany
We discuss the implementation and performance of an adaptive optics (AO) system that uses two cascaded deformable phase plates (DPPs), which are transparent optofluidic phase modulators, mimicking the common woofer/tweeter-type astronomical AO systems. One of the DPPs has 25 electrodes forming a keystone pattern best suited for the correction of low-order and radially symmetric modes; the second device has 37 hexagonally packed electrodes better suited for high-order correction. We also present simulation results and experimental validation for a new open-loop control strategy enabling simultaneous control of both DPPs, which ensures optimum correction for both large-amplitude low-order, and complex combinations of low- and high-order aberrations. The resulting system can reproduce Zernike modes up to the sixth radial order with stroke and fidelity up to twice better than what is attainable with either of the DPPs individually. The performance of the new AO configuration is also verified in a custom-developed fluorescence microscope with sensorless aberration correction.
adaptive optics woofer/tweeter phase modulation optofluidics aberration correction open-loop control Advanced Photonics
2020, 2(6): 066005
1 昆明物理研究所, 云南 昆明 650223
2 陆军装甲军代局驻昆明地区军代室, 云南 昆明 650223
针对红外热像仪对调焦机构高精度、高可靠性的要求, 本文提出了一种基于模糊控制的步进电机开环调焦控制系统。该系统主要由 TMS320F28069微控制器、TMC260步进电机驱动芯片及外围电路构成。为了实现调焦系统精确定位的需求, 文中陈述了基于模糊控制的步进电机速度控制策略, 给出了系统的硬件电路设计。经过实际测试, 结果表明该系统可以满足实际使用要求。
步进电机 调焦系统 开环控制 模糊控制 stepper motor focusing system open-loop control fuzzy control
北京理工大学 光电学院 光电成像技术与系统教育部重点实验室, 北京 100081
由压电陶瓷驱动器构成的快速微摆反射镜平台存在迟滞特性, 影响了对快速微摆反射镜的控制。为了能够有效的对快速微摆反射镜进行控制, 采用基于PI逆模型的开环控制方法。首先, 采用PI模型对快速微摆反射镜平台的迟滞特性建立数学模型, 通过最小二乘法辨识PI模型的参数; 其次, 基于PI模型的可逆性, 求解PI逆模型参数; 最后, 验证基于PI逆模型的开环控制方法的有效性。根据轨迹跟踪实验得到的数据, 在正弦波轨迹输入信号下的均方根误差为1.23%, 最大误差为2.45%; 在三角波轨迹输入信号下的均方根误差为1.3%, 最大误差为2.37%。证明了基于PI逆模型的开环控制方法是可行的, 能够有效地控制快速微摆反射镜。
快速微摆反射镜 压电陶瓷驱动器 迟滞特性 Prandtl-Ishlinskii模型 开环控制 fast steering mirror piezoelectric ceramic actuators hysteresis characteristic Prandtl-Ishlinskii model open loop control 红外与激光工程
2017, 46(8): 0818001
1 中国科学院 长春光学精密机械与物理研究所, 吉林 长春 130033
2 地理信息工程国家重点实验室, 陕西 西安 710054
3 中国科学院 东北地理与农业生态研究所, 吉林 长春 130102
4 中国科学院大学, 北京 100049
本文详细介绍了一种基于卫星平台的对地观测高分辨率空间TDICCD相机调焦控制系统的设计与实现。针对相机轨道标称值为6446 km的太阳同步轨道, 为实现对地全色成像2 m分辨率和多光谱成像8 m分辨率, 推扫成像不小于100 km的地面覆盖宽度要求, 采用8片TDICCD高精度交错拼接技术获得高分辨率相机焦平面, 以实现对地推扫成像高分辨率和宽覆盖的要求。首先, 介绍高分辨率TDICCD相机的离轴光学系统设计; 然后, 介绍相机调焦系统组成和TDICCD长焦平面拼接技术; 最后, 对相机调焦系统进行调焦精度测试, 根据测试数据分析出相机调焦精度并与理论设计值进行比较分析, 调焦, 精度测试结果为±72 μm(3σ), 满足高分辨率TDICCD相机在轨成像需要的高精度调焦要求。
TDICCD拼接 调焦控制系统 精度 开环控制 TDICCD assemble refocusing control system precision open-loop control
西南交通大学 物理科学与技术学院， 成都 610031
为实现机械相控阵列天线的波束扫描，采用步进电机驱动螺旋天线单元转动来达到预定的辐射相位。为了优化步进电机的开环控制,研究运行曲线对步进电机控制性能的影响，提高步进电机控制速度和精度。根据步进电机及控制系统的工作原理，建立了基于Simulink的步进电机开环控制系统仿真模型，并在此基础上对梯形和抛物线两种运行曲线进行了仿真研究。仿真结果表明，该仿真模型能精确实现两种运行曲线对步进电机的控制，在100 ms的控制周期内，采用梯形运行曲线步进电机的最大无失步转动角度能够达到270°，而采用抛物线运行曲线时其转动角度能够达到360°，抛物线运行曲线在开环控制系统中具有更高的控制速度。
步进电机 运行曲线 抛物线 开环控制 系统仿真 stepper motor running curve parabola open-loop control system simulation 强激光与粒子束
2014, 26(6): 063020
1 无锡职业技术学院机械技术学院, 江苏 无锡 214121
2 江苏大学机械工程学院, 江苏 镇江 212013
激光透射连接异种生物相容性材料在生物医学植入体中具有良好的应用前景。本文采用振镜扫描激光连接系统进行了0.1 mm聚对苯二甲酸乙二酯(PET)薄膜与 0.1 mm 316L不锈钢薄板之间的激光透射连接试验。采用开环控制和闭环控制分析温度对连接质量的影响, 使用光学显微镜对接头形貌进行观测。开环控制得到了激光透射连接过程的工艺参数窗口, 并通过高温计分析出获得较好连接质量时的温度范围; 在开环控制得到温度基础上采用闭环控制, 所得的试验结果证明振镜扫描系统中闭环控制在激光透射连接过程中能得到更好的连接质量, 更具有优势。
激光透射连接 生物医学植入体 连接质量 开环控制 闭环控制 laser transmission joining biomedical implant joint quality open-loop control closed-loop control
