一种适用于双倾斜镜跟踪系统的分频方法技术方案

本发明专利技术提供一种适用于双倾斜镜跟踪系统的分频方法，根据第二倾斜镜的开环特性，确定第二倾斜镜在其响应截止频率处；根据第一积分运算的参数值K，计算得到第二倾斜镜的校正带宽截止频率；根据设定选取规则依次选取第二积分运算的参数值，基于所选取的第二积分运算的参数值，计算第二倾斜镜的分频频率；基于第二倾斜镜的校正带宽截止频率、分频频率，推导第二倾斜镜的理论行程范围；判断理论行程范围在设定行程范围内时，将对应所选取的第二积分运算的参数值K1，以及第一积分运算的参数值K作为目标分频参数，用于设置双倾斜镜跟踪系统，实现校正，使得双倾斜镜跟踪系统对波前校正效果达到最佳。

【技术实现步骤摘要】
一种适用于双倾斜镜跟踪系统的分频方法
本专利技术涉及自适应光学
，尤其涉及一种适用于双倾斜镜跟踪系统的分频方法。
技术介绍
自适应光学(Adaptiveoptics,AO)是一项使用可变形镜面矫正因大气抖动造成光波波前发生畸变，从而改进光学系统性能的技术。配备自适应光学系统的望远镜能够克服大气抖动对成像带来的影响，将空间分辨率显著提高大约一个数量级，达到或接近其理论上的衍射极限。自适应光学已经逐步成为各大天文台所广泛使用的技术，并为下一代更大口径的望远镜的建造开辟了道路。倾斜跟踪系统是自适应光学中可缺少的一个环节，在激光导星系统中，倾斜跟踪的作用尤为重要。由于大气波前倾斜，误差频率成分复杂，单个倾斜镜无法同时满足校正带宽和动态范围的要求。为提高复合轴跟踪系统的带宽，达到激光导星系统对倾斜跟踪精度的要求，提出了基于双重积分算法的双倾斜镜控制系统，实现了高低频分离的双倾斜镜控制，大行程低频倾斜镜用于校正低频误差、小行程高频倾斜镜用于校正高频误差，相比于单倾斜镜系统，其校正性能得到了显著提升，但是如何进行行程与频率的分配，使得双倾斜镜控制系统的校正性能达到最优，目前还缺乏相关研究。
技术实现思路
本专利技术提供的一种适用于双倾斜镜跟踪系统的分频方法，主要解决的技术问题是：如何进行行程与频率的分配，使得双倾斜镜控制系统的校正性能达到最优。为解决上述技术问题，本专利技术提供一种适用于双倾斜镜跟踪系统的分频方法，所述双倾斜镜跟踪系统包括第一倾斜镜与第二倾斜镜，波前扰动经倾斜校正，由探测器探测得到校正残差，通过第一积分运算后输入所述第二倾斜镜，通过所述第一积分运算与第二积分运算后输入所述第一倾斜镜，所述第二倾斜镜的响应截止频率大于所述第一倾斜镜的响应截止频率，所述分频方法包括：根据所述第二倾斜镜的开环特性，确定所述第二倾斜镜在其响应截止频率处，其开环增益在设定增益范围时对应的所述第一积分运算的参数值K；所述设定增益范围为大于等于M，且小于0dB；根据所述第一积分运算的参数值K，计算得到所述第二倾斜镜的校正带宽截止频率；根据设定选取规则依次选取所述第二积分运算的参数值，基于所选取的所述第二积分运算的参数值，计算所述第二倾斜镜的分频频率；基于所述第二倾斜镜的校正带宽截止频率、所述分频频率，推导所述第二倾斜镜的理论行程范围；判断所述理论行程范围在设定行程范围内时，将对应所选取的所述第二积分运算的参数值K1，以及所述第一积分运算的参数值K作为目标分频参数，用于设置所述双倾斜镜跟踪系统，实现校正。进一步的，所述根据所述第一积分运算的参数值K，计算得到所述第二倾斜镜的校正带宽截止频率，包括按照如下公式(1)计算：所述fturn2为所述第二倾斜镜的校正带宽截止频率。进一步的，所述根据所述第一积分运算的参数值K，计算得到所述第二倾斜镜的校正带宽截止频率，包括按照如下公式(2)计算：所述fturn2为所述第二倾斜镜的校正带宽截止频率，所述Gn2为所述第二倾斜镜的增益系数。进一步的，所述设定选取规则包括：后一次选取的第二积分运算的参数值小于前一次所选取的参数值，且第一次选取的第二积分运算的参数值小于参考最大值；所述参考最大值根据所述第一倾斜镜的响应截止频率计算得到。进一步的，所述参考最大值根据所述第一倾斜镜的响应截止频率和所述第二倾斜镜的校正带宽截止频率计算得到：所述f1为所述第一倾斜镜的响应截止频率；所述K′1为所述参考最大值。进一步的，所述后一次选取的第二积分运算的参数值小于前一次所选取的参数值，且第一次选取的第二积分运算的参数值小于参考最大值，包括如下公式(5)依次选取所述第二积分运算的参数值：所述表示第i次选取的第二积分运算的参数值。进一步的，所述基于所选取的所述第二积分运算的参数值，计算所述第二倾斜镜的分频频率，包括按照如下公式(6)计算：所述fturn1为所述第二倾斜镜的分频频率；所述K′1为第i次所选取的所述第二积分运算的参数值。进一步的，所述基于所述第二倾斜镜的校正带宽截止频率、所述分频频率，推导所述第二倾斜镜的理论行程范围包括：获取所述第二倾斜镜的响应截止频率，将所述分频频率、所述校正带宽截止频率与所述第二倾斜镜的响应截止频率，作为所述第二倾斜镜频率响应曲线的三个折点，将所述第二倾斜镜频率响应曲线划分为四个频率段，基于每个频率段的斜率与所述三个折点，可绘制得到所述第二倾斜镜的频率响应曲线；获取实测大气频率，将其与所述第二倾斜镜的频率响应曲线相乘，得到所述第二倾斜镜的响应信号频谱；对所述响应信号频谱作傅里叶反变换，得到所述第二倾斜镜的输出角度；根据所述第二倾斜镜的输出角度，可推到得到所述第二倾斜镜的理论行程范围。进一步的，所述设定行程范围为所述第二倾斜镜的实际行程范围。本专利技术的有益效果是：根据本专利技术提供的一种适用于双倾斜镜跟踪系统的分频方法，其中双倾斜镜跟踪系统包括第一倾斜镜与第二倾斜镜，波前扰动经倾斜校正，由探测器探测得到校正残差，通过第一积分运算后输入第二倾斜镜，通过第一积分运算与第二积分运算后输入第一倾斜镜，第二倾斜镜的响应截止频率大于第一倾斜镜的响应截止频率，该分频方法包括：根据第二倾斜镜的开环特性，确定第二倾斜镜在其响应截止频率处，其开环增益在设定增益范围时对应的第一积分运算的参数值K；设定增益范围为大于等于M，且小于0dB；根据第一积分运算的参数值K，计算得到第二倾斜镜的校正带宽截止频率；根据设定选取规则依次选取第二积分运算的参数值，基于所选取的第二积分运算的参数值，计算第二倾斜镜的分频频率；基于第二倾斜镜的校正带宽截止频率、分频频率，推导第二倾斜镜的理论行程范围；判断理论行程范围在设定行程范围内时，将对应所选取的第二积分运算的参数值K1，以及第一积分运算的参数值K作为目标分频参数，用于设置双倾斜镜跟踪系统，实现校正，使得双倾斜镜跟踪系统对波前校正效果达到最佳。附图说明图1为本专利技术实施例一的一种双倾斜镜跟踪系统原理结构示意图；图2为本专利技术实施例一的另一种双倾斜镜跟踪系统原理结构示意图；图3为本专利技术实施例一的分频方法流程示意图；图4为本专利技术实施例一的第二倾斜镜与双倾斜镜校正残差伯德图；图5为本专利技术实施例一的TM1支路、TM2支路和并联总路的开环传递函数伯德图；图6为本专利技术实施例一的近似画出的两倾斜镜的闭环响应图；图7为本专利技术实施例一的仿真得到的闭环响应图；图8为本专利技术实施例一的近似画出的第二倾斜镜的闭环响应图；图9为本专利技术实施例一的实测大气频谱；图10为本专利技术实施例一的第二倾斜镜的响应信号频谱；图11为本专利技术实施例一的第二倾斜镜输出角度随时间的响应曲线。具体实施方式为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，下面通过具体实施方式结合附图对本专利技术作进一步详本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种适用于双倾斜镜跟踪系统的分频方法，其特征在于，所述双倾斜镜跟踪系统包括第一倾斜镜与第二倾斜镜，波前扰动经倾斜校正，由探测器探测得到校正残差，通过第一积分运算后输入所述第二倾斜镜，通过所述第一积分运算与第二积分运算后输入所述第一倾斜镜，所述第二倾斜镜的响应截止频率大于所述第一倾斜镜的响应截止频率，所述分频方法包括：/n根据所述第二倾斜镜的开环特性，确定所述第二倾斜镜在其响应截止频率处，其开环增益在设定增益范围时对应的所述第一积分运算的参数值K；所述设定增益范围为大于等于M，且小于0dB；/n根据所述第一积分运算的参数值K，计算得到所述第二倾斜镜的校正带宽截止频率；/n根据设定选取规则依次选取所述第二积分运算的参数值，基于所选取的所述第二积分运算的参数值，计算所述第二倾斜镜的分频频率；/n基于所述第二倾斜镜的校正带宽截止频率、所述分频频率，推导所述第二倾斜镜的理论行程范围；/n判断所述理论行程范围在设定行程范围内时，将对应所选取的所述第二积分运算的参数值K1，以及所述第一积分运算的参数值K作为目标分频参数，用于设置所述双倾斜镜跟踪系统，实现校正。/n

【技术特征摘要】
1.一种适用于双倾斜镜跟踪系统的分频方法，其特征在于，所述双倾斜镜跟踪系统包括第一倾斜镜与第二倾斜镜，波前扰动经倾斜校正，由探测器探测得到校正残差，通过第一积分运算后输入所述第二倾斜镜，通过所述第一积分运算与第二积分运算后输入所述第一倾斜镜，所述第二倾斜镜的响应截止频率大于所述第一倾斜镜的响应截止频率，所述分频方法包括：
根据所述第二倾斜镜的开环特性，确定所述第二倾斜镜在其响应截止频率处，其开环增益在设定增益范围时对应的所述第一积分运算的参数值K；所述设定增益范围为大于等于M，且小于0dB；
根据所述第一积分运算的参数值K，计算得到所述第二倾斜镜的校正带宽截止频率；
根据设定选取规则依次选取所述第二积分运算的参数值，基于所选取的所述第二积分运算的参数值，计算所述第二倾斜镜的分频频率；
基于所述第二倾斜镜的校正带宽截止频率、所述分频频率，推导所述第二倾斜镜的理论行程范围；
判断所述理论行程范围在设定行程范围内时，将对应所选取的所述第二积分运算的参数值K1，以及所述第一积分运算的参数值K作为目标分频参数，用于设置所述双倾斜镜跟踪系统，实现校正。


2.如权利要求1所述的适用于双倾斜镜跟踪系统的分频方法，其特征在于，所述根据所述第一积分运算的参数值K，计算得到所述第二倾斜镜的校正带宽截止频率，包括按照如下公式(1)计算：



所述fturn2为所述第二倾斜镜的校正带宽截止频率。


3.如权利要求1所述的适用于双倾斜镜跟踪系统的分频方法，其特征在于，所述根据所述第一积分运算的参数值K，计算得到所述第二倾斜镜的校正带宽截止频率，包括按照如下公式(2)计算：



所述fturn2为所述第二倾斜镜的校正带宽截止频率，所述Gn2为所述第二倾斜镜的增益系数。


4.如权利要求1所述的适用于双倾斜镜跟踪系统的分频方法，其特征在于，所述设定选取规则包括：后一次选取的第二积分运算的参数值小于前一次所选取的参数值，且第一次选取的第二积分运算的参数值小于参考最大值；所述参考最大值根据所述第一...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨奇龙，马晓燠，王韬，郑茹文，魏胜，
申请(专利权)人：重庆连芯光电技术研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：重庆;50