拼接镜面主动控制系统的定标
发布时间：2022-01-23 08:10
对拼接主镜进行主动控制是拼接镜技术的难点之一,8 m环形拼接太阳望远镜主动光学的控制性能主要取决于倾斜探测的精度与控制模型建立的准确程度。在研制主动控制系统时,需要对倾斜探测精度定标以及建立较为准确的控制模型,即对主动控制系统定标。实验系统中搭建了用于实时探测拼接子镜倾斜的夏克-哈特曼波前传感器,并对其重复测量精度进行了定标,精度达到0.014 arcsec,接近8 m环形太阳望远镜面形控制的要求。然后利用边缘传感器和夏克-哈特曼波前传感器测量了两镜主动控制系统的控制矩阵,建立较为准确的控制模型。
【文章来源】：天文研究与技术. 2019,16(03)CSCD
【文章页数】：6 页
【部分图文】：
夏克－哈特曼测量系统光路;(b)子镜与微透镜子孔径对应图Fig.2(a)TheexperimentalsystemofS-Hsensor;(b)TheS-Hlenscorrespondstosub-segments
反映子镜Xtilt的变化，而夏克－哈特曼探测器对两个方向倾斜探测算法相同，因此可以通过子镜Ytilt倾斜测量的定标精度估算Xtilt倾斜测量的精度。具体的交叉定标方案为:以一定的步长移动位移促动器，即改变子镜的Ytilt，记录两个边缘传感器的读数差S作为基准量，分别用4D干涉仪和夏克－哈特曼探测器对子镜的倾斜进行测量，为了平滑大气湍流以及局部温度对倾斜探测的影响［6］，4D干涉仪采用32帧测量数据进行积分，夏克－哈特曼探测器采用50帧［7］。图3是子镜的Ytilt连续改变10次，边缘传感器读数差与4D干涉仪倾斜测量值的对应关系;图4是子镜的Ytilt连续改变10次，边缘传感器读数差与夏克－哈特曼倾斜测量值的对应关系。以边缘传感器读数差S为自变量，对上述测量数据按(1)式进行最小二乘拟合:f(x)=p1x+p2．(1)图3的拟合参数为:p1=0.000804arcsec/nm，p2=－0.0103arcsec，均方根误差(RMSE)为0.01346arcsec;图4的拟合参数为:p1=0.0008067arcsec/nm，p2=－0.00927arcsec，均方根误差(RMSE)为0.01697arcsec。图3边缘传感器读数差与4D干涉仪测量的Ytilt拟合直线Fig.3ThefittinglinebetweenthenumericdifferenceofedgesensorandYtiltof4Dinterferometer图4边缘传感器读数差与夏克－哈特曼探测器测量的Ytilt拟合直线Fig.4ThefittinglinebetweenthenumericdifferenceofedgesensorandYtiltofS-Hsensor553
Ytilt倾斜测量的定标精度估算Xtilt倾斜测量的精度。具体的交叉定标方案为:以一定的步长移动位移促动器，即改变子镜的Ytilt，记录两个边缘传感器的读数差S作为基准量，分别用4D干涉仪和夏克－哈特曼探测器对子镜的倾斜进行测量，为了平滑大气湍流以及局部温度对倾斜探测的影响［6］，4D干涉仪采用32帧测量数据进行积分，夏克－哈特曼探测器采用50帧［7］。图3是子镜的Ytilt连续改变10次，边缘传感器读数差与4D干涉仪倾斜测量值的对应关系;图4是子镜的Ytilt连续改变10次，边缘传感器读数差与夏克－哈特曼倾斜测量值的对应关系。以边缘传感器读数差S为自变量，对上述测量数据按(1)式进行最小二乘拟合:f(x)=p1x+p2．(1)图3的拟合参数为:p1=0.000804arcsec/nm，p2=－0.0103arcsec，均方根误差(RMSE)为0.01346arcsec;图4的拟合参数为:p1=0.0008067arcsec/nm，p2=－0.00927arcsec，均方根误差(RMSE)为0.01697arcsec。图3边缘传感器读数差与4D干涉仪测量的Ytilt拟合直线Fig.3ThefittinglinebetweenthenumericdifferenceofedgesensorandYtiltof4Dinterferometer图4边缘传感器读数差与夏克－哈特曼探测器测量的Ytilt拟合直线Fig.4ThefittinglinebetweenthenumericdifferenceofedgesensorandYtiltofS-Hsensor553
【参考文献】：
期刊论文
[1]局地大气温度梯度对环形拼接望远镜主动控制中光学测量的影响[J]. 袁沭. 天文研究与技术. 2013(04)
[2]大气湍流对环形拼接望远镜主动控制中光学倾斜测量的影响[J]. 袁沭,金振宇,李银柱,刘忠. 光学学报. 2012(12)
[3]哈特曼-夏克传感器的泽尼克模式波前复原误差[J]. 李新阳,姜文汉. 光学学报. 2002(10)
本文编号：3603945
【文章来源】：天文研究与技术. 2019,16(03)CSCD
【文章页数】：6 页
【部分图文】：
夏克－哈特曼测量系统光路;(b)子镜与微透镜子孔径对应图Fig.2(a)TheexperimentalsystemofS-Hsensor;(b)TheS-Hlenscorrespondstosub-segments
反映子镜Xtilt的变化，而夏克－哈特曼探测器对两个方向倾斜探测算法相同，因此可以通过子镜Ytilt倾斜测量的定标精度估算Xtilt倾斜测量的精度。具体的交叉定标方案为:以一定的步长移动位移促动器，即改变子镜的Ytilt，记录两个边缘传感器的读数差S作为基准量，分别用4D干涉仪和夏克－哈特曼探测器对子镜的倾斜进行测量，为了平滑大气湍流以及局部温度对倾斜探测的影响［6］，4D干涉仪采用32帧测量数据进行积分，夏克－哈特曼探测器采用50帧［7］。图3是子镜的Ytilt连续改变10次，边缘传感器读数差与4D干涉仪倾斜测量值的对应关系;图4是子镜的Ytilt连续改变10次，边缘传感器读数差与夏克－哈特曼倾斜测量值的对应关系。以边缘传感器读数差S为自变量，对上述测量数据按(1)式进行最小二乘拟合:f(x)=p1x+p2．(1)图3的拟合参数为:p1=0.000804arcsec/nm，p2=－0.0103arcsec，均方根误差(RMSE)为0.01346arcsec;图4的拟合参数为:p1=0.0008067arcsec/nm，p2=－0.00927arcsec，均方根误差(RMSE)为0.01697arcsec。图3边缘传感器读数差与4D干涉仪测量的Ytilt拟合直线Fig.3ThefittinglinebetweenthenumericdifferenceofedgesensorandYtiltof4Dinterferometer图4边缘传感器读数差与夏克－哈特曼探测器测量的Ytilt拟合直线Fig.4ThefittinglinebetweenthenumericdifferenceofedgesensorandYtiltofS-Hsensor553
Ytilt倾斜测量的定标精度估算Xtilt倾斜测量的精度。具体的交叉定标方案为:以一定的步长移动位移促动器，即改变子镜的Ytilt，记录两个边缘传感器的读数差S作为基准量，分别用4D干涉仪和夏克－哈特曼探测器对子镜的倾斜进行测量，为了平滑大气湍流以及局部温度对倾斜探测的影响［6］，4D干涉仪采用32帧测量数据进行积分，夏克－哈特曼探测器采用50帧［7］。图3是子镜的Ytilt连续改变10次，边缘传感器读数差与4D干涉仪倾斜测量值的对应关系;图4是子镜的Ytilt连续改变10次，边缘传感器读数差与夏克－哈特曼倾斜测量值的对应关系。以边缘传感器读数差S为自变量，对上述测量数据按(1)式进行最小二乘拟合:f(x)=p1x+p2．(1)图3的拟合参数为:p1=0.000804arcsec/nm，p2=－0.0103arcsec，均方根误差(RMSE)为0.01346arcsec;图4的拟合参数为:p1=0.0008067arcsec/nm，p2=－0.00927arcsec，均方根误差(RMSE)为0.01697arcsec。图3边缘传感器读数差与4D干涉仪测量的Ytilt拟合直线Fig.3ThefittinglinebetweenthenumericdifferenceofedgesensorandYtiltof4Dinterferometer图4边缘传感器读数差与夏克－哈特曼探测器测量的Ytilt拟合直线Fig.4ThefittinglinebetweenthenumericdifferenceofedgesensorandYtiltofS-Hsensor553
【参考文献】：
期刊论文
[1]局地大气温度梯度对环形拼接望远镜主动控制中光学测量的影响[J]. 袁沭. 天文研究与技术. 2013(04)
[2]大气湍流对环形拼接望远镜主动控制中光学倾斜测量的影响[J]. 袁沭,金振宇,李银柱,刘忠. 光学学报. 2012(12)
[3]哈特曼-夏克传感器的泽尼克模式波前复原误差[J]. 李新阳,姜文汉. 光学学报. 2002(10)
本文编号：3603945
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/tianwen/3603945.html