自由空間相干光通信具有高傳輸速度、抗電磁干擾能力強等優(yōu)點,逐漸成為無線通信領域的研究熱點之一。由于大氣湍流隨機擾動,光信號會產(chǎn)生光束漂移,相位起伏等現(xiàn)象,導致光通信質(zhì)量嚴重降低。因此,自適應光學技術作為抑制大氣湍流影響最有效的方法被引入其中。而自適應光學技術當中,控制算法作為核心,其性能優(yōu)劣直接決定了系統(tǒng)波前畸變的校正效果。本文研究了自適應光學系統(tǒng)中比例積分（Proportional20Integral,PI）算法和迭代算法的校正特性,并對PI算法進行優(yōu)化,主要工作如下:1、根據(jù)Zernike多項式仿真經(jīng)大氣湍流擾動產(chǎn)生相位畸變的波前,并依次采用高斯賽德爾迭代算法、重復學習迭代算法及基于直接斜率法的PI控制算法對模擬波前進行校正以分析參數(shù)影響。同時分析上述三種算法運算量,討論迭代算法及PI算法的校正特性。2、針對PI算法進行改進,形成雙重模糊自適應比例積分微分（Proportional20Integral20Differential,PID）控制算法。雙重模糊自適應PID算法通過引入權重因子及閾值判斷模塊,使得該算法在完成控制參數(shù)自整定的同時靈活調(diào)控算法運算量,提高算法性能。同時通過仿... 

【文章來源】：西安理工大學陜西省

【文章頁數(shù)】：80 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
1 緒論
    1.1 研究背景
    1.2 國內(nèi)外研究進展
        1.2.1 國外研究進展
        1.2.2 國內(nèi)研究進展
        1.2.3 發(fā)展趨勢
    1.3 研究意義
    1.4 論文結構安排
2 自適應光學基本理論
    2.1 自適應光學系統(tǒng)基本原理
    2.2 波前測量的自適應光學系統(tǒng)主要構成
        2.2.1 波前傳感器
        2.2.2 波前控制器
        2.2.3 波前校正器
    2.3 Zernike多項式與大氣湍流模擬原理
    2.4 波前評價指標
    2.5 本章小結
3 自適應光學PI算法與迭代算法研究
    3.1 系統(tǒng)響應矩陣標定
    3.2 基于直接斜率法的PI控制算法原理
        3.2.1 直接斜率法
        3.2.2 基于直接斜率法的增量式PI算法
    3.3 迭代算法控制原理
        3.3.1 Gauss-Seidel算法(G-S算法)
        3.3.2 ILC算法
    3.4 PI算法與迭代算法的參數(shù)影響與運算量仿真分析
        3.4.1 PI算法與迭代算法參數(shù)影響分析
        3.4.2 PI算法與迭代算法參數(shù)特性對比
        3.4.3 迭代算法與PI算法運算量分析
        3.4.4 PI算法與迭代算法運算量對比
    3.5 PID類算法與迭代算法性能總結
    3.6 本章小結
4 雙重模糊自適應PID控制算法研究
    4.1 基于直接斜率法的雙重模糊自適應PID控制算法原理
    4.2 模糊自適應PID算法仿真輸入論域影響分析
        4.2.1 不同控制電壓輸入論域范圍對模糊PID算法的影響
        4.2.2 不同控制電壓一階導數(shù)輸入論域范圍對模糊PID算法的影響
    4.3 模糊自適應PID算法仿真輸出論域影響分析
    4.4 本章小結
5 自適應光學控制算法的實驗研究
    5.1 自適應光學系統(tǒng)實驗裝置
    5.2 迭代控制算法校正實驗
        5.2.1 G-S算法實驗研究
        5.2.2 ILC算法實驗研究
    5.3 PID類控制算法校正實驗
        5.3.1 PI控制算法的實驗研究
        5.3.2 雙重模糊自適應PID控制算法的實驗研究
        5.3.3 PI算法和雙重模糊自適應PID控制算法的分析與總結
    5.4 本章小結
6 總結與展望
    6.1 全文總結
    6.2 展望
致謝
參考文獻
攻讀學位期間主要研究成果


【參考文獻】：
期刊論文
[1]基于自適應光學系統(tǒng)的波前處理算法研究[J]. 羅琳,佟首峰,張雷,姚海峰.  激光與紅外. 2019(10)
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[3]太陽自適應光學技術進展[J]. 饒長輝,朱磊,張?zhí)m強,饒學軍,鮑華,孔林,郭友明,鐘立波,馬學安,李梅,王成,張小軍,樊新龍,王曉云,凡木文,陳東紅,馮忠毅.  光電工程. 2018(03)
[4]無波前傳感器的自適應光學校正[J]. 吳加麗,柯熙政.  激光與光電子學進展. 2018(03)
[5]大氣湍流對激光通信系統(tǒng)性能的影響研究[J]. 陳牧,柯熙政.  紅外與激光工程. 2016(08)
[6]交連值對斜率響應矩陣和迭代矩陣稀疏度的影響[J]. 程生毅,陳善球,董理治,劉文勁,王帥,楊平,敖明武,許冰.  物理學報. 2014(07)
[7]自適應光學閉環(huán)系統(tǒng)實時多路自適應控制算法[J]. 顏召軍,李新陽,饒長輝.  光學學報. 2013(03)
[8]湍流強度對大氣傳輸光束的相位特性及其相位校正物理極限的影響[J]. 韓開,張曉欣,付福興,賀也洹,張彬.  激光與光電子學進展. 2013(01)
[9]遺傳算法在激光整形中的應用[J]. 王衛(wèi)兵,趙帥,郭勁,王挺峰.  激光與紅外. 2012(10)
[10]自適應光學波前校正器技術發(fā)展現(xiàn)狀[J]. 林旭東,薛陳,劉欣悅,王建立,衛(wèi)沛鋒.  中國光學. 2012(04)

博士論文
[1]自適應光學系統(tǒng)迭代波前控制算法研究[D]. 程生毅.中國科學院研究生院（光電技術研究所） 2015
[2]自適應光學系統(tǒng)波前復原及波前控制優(yōu)化技術研究[D]. 郭友明.中國科學院研究生院（光電技術研究所） 2014
[3]壓電變形鏡控制方法及應用研究[D]. 劉瑩.中國科學技術大學 2014
[4]基于Shack-Hartmann波前傳感器的自適應光學系統(tǒng)研究[D]. 夏愛利.中國科學院研究生院(西安光學精密機械研究所) 2011

碩士論文
[1]無波前探測的相干光通信系統(tǒng)實驗研究[D]. 吳加麗.西安理工大學 2018
[2]基于GPU的自適應光學系統(tǒng)波前處理算法實時性研究[D]. 董玉磊.中國科學院大學(中國科學院長春光學精密機械與物理研究所) 2018
[3]基于GPU的自適應光學實時波前控制系統(tǒng)研究[D]. 章承偉.中國科學技術大學 2018
[4]自適應光學快速迭代控制算法研究與實現(xiàn)[D]. 段倩.電子科技大學 2018
[5]無波前傳感自適應光學原理系統(tǒng)設計與實現(xiàn)[D]. 王曉斌.西安電子科技大學 2017
[6]基于哈特曼—夏克傳感器的波前檢測方法研究[D]. 汪偉.華中科技大學 2011
[7]自適應光學波前重構算法研究[D]. 胡謀法.國防科學技術大學 2003



本文編號：3177896