拼接鏡面主動控制系統(tǒng)的定標
發(fā)布時間：2022-01-23 08:10
對拼接主鏡進行主動控制是拼接鏡技術的難點之一,8 m環(huán)形拼接太陽望遠鏡主動光學的控制性能主要取決于傾斜探測的精度與控制模型建立的準確程度。在研制主動控制系統(tǒng)時,需要對傾斜探測精度定標以及建立較為準確的控制模型,即對主動控制系統(tǒng)定標。實驗系統(tǒng)中搭建了用于實時探測拼接子鏡傾斜的夏克-哈特曼波前傳感器,并對其重復測量精度進行了定標,精度達到0.014 arcsec,接近8 m環(huán)形太陽望遠鏡面形控制的要求。然后利用邊緣傳感器和夏克-哈特曼波前傳感器測量了兩鏡主動控制系統(tǒng)的控制矩陣,建立較為準確的控制模型。
【文章來源】：天文研究與技術. 2019,16(03)CSCD
【文章頁數(shù)】：6 頁
【部分圖文】：
夏克－哈特曼測量系統(tǒng)光路;(b)子鏡與微透鏡子孔徑對應圖Fig.2(a)TheexperimentalsystemofS-Hsensor;(b)TheS-Hlenscorrespondstosub-segments
反映子鏡Xtilt的變化，而夏克－哈特曼探測器對兩個方向傾斜探測算法相同，因此可以通過子鏡Ytilt傾斜測量的定標精度估算Xtilt傾斜測量的精度。具體的交叉定標方案為:以一定的步長移動位移促動器，即改變子鏡的Ytilt，記錄兩個邊緣傳感器的讀數(shù)差S作為基準量，分別用4D干涉儀和夏克－哈特曼探測器對子鏡的傾斜進行測量，為了平滑大氣湍流以及局部溫度對傾斜探測的影響［6］，4D干涉儀采用32幀測量數(shù)據(jù)進行積分，夏克－哈特曼探測器采用50幀［7］。圖3是子鏡的Ytilt連續(xù)改變10次，邊緣傳感器讀數(shù)差與4D干涉儀傾斜測量值的對應關系;圖4是子鏡的Ytilt連續(xù)改變10次，邊緣傳感器讀數(shù)差與夏克－哈特曼傾斜測量值的對應關系。以邊緣傳感器讀數(shù)差S為自變量，對上述測量數(shù)據(jù)按(1)式進行最小二乘擬合:f(x)=p1x+p2．(1)圖3的擬合參數(shù)為:p1=0.000804arcsec/nm，p2=－0.0103arcsec，均方根誤差(RMSE)為0.01346arcsec;圖4的擬合參數(shù)為:p1=0.0008067arcsec/nm，p2=－0.00927arcsec，均方根誤差(RMSE)為0.01697arcsec。圖3邊緣傳感器讀數(shù)差與4D干涉儀測量的Ytilt擬合直線Fig.3ThefittinglinebetweenthenumericdifferenceofedgesensorandYtiltof4Dinterferometer圖4邊緣傳感器讀數(shù)差與夏克－哈特曼探測器測量的Ytilt擬合直線Fig.4ThefittinglinebetweenthenumericdifferenceofedgesensorandYtiltofS-Hsensor553
Ytilt傾斜測量的定標精度估算Xtilt傾斜測量的精度。具體的交叉定標方案為:以一定的步長移動位移促動器，即改變子鏡的Ytilt，記錄兩個邊緣傳感器的讀數(shù)差S作為基準量，分別用4D干涉儀和夏克－哈特曼探測器對子鏡的傾斜進行測量，為了平滑大氣湍流以及局部溫度對傾斜探測的影響［6］，4D干涉儀采用32幀測量數(shù)據(jù)進行積分，夏克－哈特曼探測器采用50幀［7］。圖3是子鏡的Ytilt連續(xù)改變10次，邊緣傳感器讀數(shù)差與4D干涉儀傾斜測量值的對應關系;圖4是子鏡的Ytilt連續(xù)改變10次，邊緣傳感器讀數(shù)差與夏克－哈特曼傾斜測量值的對應關系。以邊緣傳感器讀數(shù)差S為自變量，對上述測量數(shù)據(jù)按(1)式進行最小二乘擬合:f(x)=p1x+p2．(1)圖3的擬合參數(shù)為:p1=0.000804arcsec/nm，p2=－0.0103arcsec，均方根誤差(RMSE)為0.01346arcsec;圖4的擬合參數(shù)為:p1=0.0008067arcsec/nm，p2=－0.00927arcsec，均方根誤差(RMSE)為0.01697arcsec。圖3邊緣傳感器讀數(shù)差與4D干涉儀測量的Ytilt擬合直線Fig.3ThefittinglinebetweenthenumericdifferenceofedgesensorandYtiltof4Dinterferometer圖4邊緣傳感器讀數(shù)差與夏克－哈特曼探測器測量的Ytilt擬合直線Fig.4ThefittinglinebetweenthenumericdifferenceofedgesensorandYtiltofS-Hsensor553
【參考文獻】：
期刊論文
[1]局地大氣溫度梯度對環(huán)形拼接望遠鏡主動控制中光學測量的影響[J]. 袁沭. 天文研究與技術. 2013(04)
[2]大氣湍流對環(huán)形拼接望遠鏡主動控制中光學傾斜測量的影響[J]. 袁沭,金振宇,李銀柱,劉忠. 光學學報. 2012(12)
[3]哈特曼-夏克傳感器的澤尼克模式波前復原誤差[J]. 李新陽,姜文漢. 光學學報. 2002(10)
本文編號：3603945
【文章來源】：天文研究與技術. 2019,16(03)CSCD
【文章頁數(shù)】：6 頁
【部分圖文】：
夏克－哈特曼測量系統(tǒng)光路;(b)子鏡與微透鏡子孔徑對應圖Fig.2(a)TheexperimentalsystemofS-Hsensor;(b)TheS-Hlenscorrespondstosub-segments
反映子鏡Xtilt的變化，而夏克－哈特曼探測器對兩個方向傾斜探測算法相同，因此可以通過子鏡Ytilt傾斜測量的定標精度估算Xtilt傾斜測量的精度。具體的交叉定標方案為:以一定的步長移動位移促動器，即改變子鏡的Ytilt，記錄兩個邊緣傳感器的讀數(shù)差S作為基準量，分別用4D干涉儀和夏克－哈特曼探測器對子鏡的傾斜進行測量，為了平滑大氣湍流以及局部溫度對傾斜探測的影響［6］，4D干涉儀采用32幀測量數(shù)據(jù)進行積分，夏克－哈特曼探測器采用50幀［7］。圖3是子鏡的Ytilt連續(xù)改變10次，邊緣傳感器讀數(shù)差與4D干涉儀傾斜測量值的對應關系;圖4是子鏡的Ytilt連續(xù)改變10次，邊緣傳感器讀數(shù)差與夏克－哈特曼傾斜測量值的對應關系。以邊緣傳感器讀數(shù)差S為自變量，對上述測量數(shù)據(jù)按(1)式進行最小二乘擬合:f(x)=p1x+p2．(1)圖3的擬合參數(shù)為:p1=0.000804arcsec/nm，p2=－0.0103arcsec，均方根誤差(RMSE)為0.01346arcsec;圖4的擬合參數(shù)為:p1=0.0008067arcsec/nm，p2=－0.00927arcsec，均方根誤差(RMSE)為0.01697arcsec。圖3邊緣傳感器讀數(shù)差與4D干涉儀測量的Ytilt擬合直線Fig.3ThefittinglinebetweenthenumericdifferenceofedgesensorandYtiltof4Dinterferometer圖4邊緣傳感器讀數(shù)差與夏克－哈特曼探測器測量的Ytilt擬合直線Fig.4ThefittinglinebetweenthenumericdifferenceofedgesensorandYtiltofS-Hsensor553
Ytilt傾斜測量的定標精度估算Xtilt傾斜測量的精度。具體的交叉定標方案為:以一定的步長移動位移促動器，即改變子鏡的Ytilt，記錄兩個邊緣傳感器的讀數(shù)差S作為基準量，分別用4D干涉儀和夏克－哈特曼探測器對子鏡的傾斜進行測量，為了平滑大氣湍流以及局部溫度對傾斜探測的影響［6］，4D干涉儀采用32幀測量數(shù)據(jù)進行積分，夏克－哈特曼探測器采用50幀［7］。圖3是子鏡的Ytilt連續(xù)改變10次，邊緣傳感器讀數(shù)差與4D干涉儀傾斜測量值的對應關系;圖4是子鏡的Ytilt連續(xù)改變10次，邊緣傳感器讀數(shù)差與夏克－哈特曼傾斜測量值的對應關系。以邊緣傳感器讀數(shù)差S為自變量，對上述測量數(shù)據(jù)按(1)式進行最小二乘擬合:f(x)=p1x+p2．(1)圖3的擬合參數(shù)為:p1=0.000804arcsec/nm，p2=－0.0103arcsec，均方根誤差(RMSE)為0.01346arcsec;圖4的擬合參數(shù)為:p1=0.0008067arcsec/nm，p2=－0.00927arcsec，均方根誤差(RMSE)為0.01697arcsec。圖3邊緣傳感器讀數(shù)差與4D干涉儀測量的Ytilt擬合直線Fig.3ThefittinglinebetweenthenumericdifferenceofedgesensorandYtiltof4Dinterferometer圖4邊緣傳感器讀數(shù)差與夏克－哈特曼探測器測量的Ytilt擬合直線Fig.4ThefittinglinebetweenthenumericdifferenceofedgesensorandYtiltofS-Hsensor553
【參考文獻】：
期刊論文
[1]局地大氣溫度梯度對環(huán)形拼接望遠鏡主動控制中光學測量的影響[J]. 袁沭. 天文研究與技術. 2013(04)
[2]大氣湍流對環(huán)形拼接望遠鏡主動控制中光學傾斜測量的影響[J]. 袁沭,金振宇,李銀柱,劉忠. 光學學報. 2012(12)
[3]哈特曼-夏克傳感器的澤尼克模式波前復原誤差[J]. 李新陽,姜文漢. 光學學報. 2002(10)
本文編號：3603945
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