开环液晶自适应光学系统比例微分控制方法技术方案

本发明专利技术属于自适应光学领域，是开环液晶自适应光学系统的比例微分控制方法。本发明专利技术中施加给液晶波前校正器的Zernike模式系数向量为探测得到待校正波前Zernike模式系数向量与待校正波前Zernike模式系数向量的微分变化量的线性组合，组合系数分别为比例系数和微分系数，比例部分对波前的低频成分产生抑制作用，微分部分对波前在系统延迟时间内的变化量进行微分预测，主要对波前的高频成分产生抑制作用，从而减小开环液晶自适应光学系统的校正残差，提高自适应校正成像的效果。分别测量了常规控制方法和比例微分控制方法下的系统‑3dB误差抑制带宽，比例微分控制方法使得开环液晶自适应光学系统的‑3dB误差抑制带宽从74.3Hz提高到了111.9Hz。

Proportional differential control method for open loop liquid crystal adaptive optical system

The invention belongs to the field of adaptive optics and is a proportional differential control method for the open - loop liquid crystal adaptive optical system. The invention is applied to the Zernike model coefficient vector wavefront corrector for detection of linear combination for wavefront correction Zernike model and differential coefficient vector variation of wavefront correction Zernike model coefficient vector, combination coefficients are proportional coefficient and differential coefficient, low frequency components on the wavefront ratio of inhibition, prediction of differential part differential system in wavefront delay change time, mainly on the wavefront of high frequency components inhibited, thereby reducing the corrected error of open-loop LC adaptive optics system, improve the imaging effect of adaptive correction. System error 3dB were measured by conventional control method and proportion differential control method of suppressing bandwidth, proportional differential control method makes 3dB error of open-loop LC adaptive optics system for suppressing bandwidth is increased from 74.3Hz to 111.9Hz.

【技术实现步骤摘要】
开环液晶自适应光学系统比例微分控制方法
本专利技术属于自适应光学领域，是一种开环液晶自适应光学系统的比例微分控制方法，涉及开环液晶自适应光学系统的波前超前预测，从而减小延迟校正误差，提高系统校正效果的控制方法。
技术介绍
液晶自适应光学系统可以对大气引起的光学波前畸变进行实时补偿校正、恢复望远镜的高分辨率成像，因此在大口径地基望远镜中具有重要应用。与望远镜对接的液晶自适应光学系统主要由一个哈特曼波前探测器和一个液晶波前校正器组成，哈特曼波前探测器负责对湍流畸变波前进行探测，液晶波前校正器负责校正波前畸变。基于光能量利用效率的考虑，液晶自适应光学系统中需要采用开环控制[Q.Q.Mu,Z.L.Cao,D.Y.Li,L.Hu,andL.Xuan,"Open-loopcorrectionofhorizontalturbulence:systemdesignandresult,"ApplOptics47,4297-4301(2008).]，而不是像变形镜自适应光学系统中使用闭环控制。闭环控制中，波前探测器置于校正器之后，探测的直接是校正后的剩余残差，从而可以设计比例积分微分(PID)控制器来降本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种开环液晶自适应光学系统的比例微分控制方法，其特征是：施加给液晶波前校正器的波前Zernike模式系数向量为探测得到的波前Zernike模式系数向量与这个向量的微分变化量的线性组合，组合系数分别为比例系数和微分系数；开环液晶自适应光学系统比例微分控制方法的具体步骤为：选用前I项Zernike模式的线性组合来表达任意波前，第i项Zernike模式Zi的系数为ci，i＝1,2,3……I；开环液晶自适应光学系统的探测校正周期排序为：1,2,3,…,k‑2,k‑1,k,…；哈特曼波前探测器曝光时间为t1，探测信号读出时间为t2，探测信号处理时间为t3，液晶波前校正器的响应时间为t4；在第一个周期，探...

【技术特征摘要】
1.一种开环液晶自适应光学系统的比例微分控制方法，其特征是：施加给液晶波前校正器的波前Zernike模式系数向量为探测得到的波前Zernike模式系数向量与这个向量的微分变化量的线性组合，组合系数分别为比例系数和微分系数；开环液晶自适应光学系统比例微分控制方法的具体步骤为：选用前I项Zernike模式的线性组合来表达任意波前，第i项Zernike模式Zi的系数为ci，i＝1,2,3……I；开环液晶自适应光学系统的探测校正周期排序为：1,2,3,…,k-2,k-1,k,…；哈特曼波前探测器曝光时间为t1，探测信号读出时间为t2，探测信号处理时间为t3，液晶波前校正器的响应时间为t4；在第一个周期，探测到...

【专利技术属性】
技术研发人员：宣丽，张杏云，李大禹，徐焕宇，杨程亮，张佩光，姚丽双，曹召良，穆全全，王玉坤，王少鑫，王启东，彭增辉，刘永刚，
申请(专利权)人：中国科学院长春光学精密机械与物理研究所，
类型：发明
国别省市：吉林,22