一種適用于雙傾斜鏡跟蹤系統的分頻方法技術方案

本發明專利技術提供一種適用于雙傾斜鏡跟蹤系統的分頻方法，根據第二傾斜鏡的開環特性，確定第二傾斜鏡在其響應截止頻率處；根據第一積分運算的參數值K，計算得到第二傾斜鏡的校正帶寬截止頻率；根據設定選取規則依次選取第二積分運算的參數值，基于所選取的第二積分運算的參數值，計算第二傾斜鏡的分頻頻率；基于第二傾斜鏡的校正帶寬截止頻率、分頻頻率，推導第二傾斜鏡的理論行程范圍；判斷理論行程范圍在設定行程范圍內時，將對應所選取的第二積分運算的參數值K1，以及第一積分運算的參數值K作為目標分頻參數，用于設置雙傾斜鏡跟蹤系統，實現校正，使得雙傾斜鏡跟蹤系統對波前校正效果達到最佳。

【技術實現步驟摘要】
一種適用于雙傾斜鏡跟蹤系統的分頻方法
本專利技術涉及自適應光學
，尤其涉及一種適用于雙傾斜鏡跟蹤系統的分頻方法。
技術介紹
自適應光學(Adaptiveoptics,AO)是一項使用可變形鏡面矯正因大氣抖動造成光波波前發生畸變，從而改進光學系統性能的技術。配備自適應光學系統的望遠鏡能夠克服大氣抖動對成像帶來的影響，將空間分辨率顯著提高大約一個數量級，達到或接近其理論上的衍射極限。自適應光學已經逐步成為各大天文臺所廣泛使用的技術，并為下一代更大口徑的望遠鏡的建造開辟了道路。傾斜跟蹤系統是自適應光學中可缺少的一個環節，在激光導星系統中，傾斜跟蹤的作用尤為重要。由于大氣波前傾斜，誤差頻率成分復雜，單個傾斜鏡無法同時滿足校正帶寬和動態范圍的要求。為提高復合軸跟蹤系統的帶寬，達到激光導星系統對傾斜跟蹤精度的要求，提出了基于雙重積分算法的雙傾斜鏡控制系統，實現了高低頻分離的雙傾斜鏡控制，大行程低頻傾斜鏡用于校正低頻誤差、小行程高頻傾斜鏡用于校正高頻誤差，相比于單傾斜鏡系統，其校正性能得到了顯著提升，但是如何進行行程與頻率的分配，使得雙傾斜鏡控制系統的校正性能達到最優，目前還缺乏相關研究。
技術實現思路
本專利技術提供的一種適用于雙傾斜鏡跟蹤系統的分頻方法，主要解決的技術問題是：如何進行行程與頻率的分配，使得雙傾斜鏡控制系統的校正性能達到最優。為解決上述技術問題，本專利技術提供一種適用于雙傾斜鏡跟蹤系統的分頻方法，所述雙傾斜鏡跟蹤系統包括第一傾斜鏡與第二傾斜鏡，波前擾動經傾斜校正，由探測器探測得到校正殘差，通過第一積分運算后輸入所述第二傾斜鏡，通過所述第一積分運算與第二積分運算后輸入所述第一傾斜鏡，所述第二傾斜鏡的響應截止頻率大于所述第一傾斜鏡的響應截止頻率，所述分頻方法包括：根據所述第二傾斜鏡的開環特性，確定所述第二傾斜鏡在其響應截止頻率處，其開環增益在設定增益范圍時對應的所述第一積分運算的參數值K；所述設定增益范圍為大于等于M，且小于0dB；根據所述第一積分運算的參數值K，計算得到所述第二傾斜鏡的校正帶寬截止頻率；根據設定選取規則依次選取所述第二積分運算的參數值，基于所選取的所述第二積分運算的參數值，計算所述第二傾斜鏡的分頻頻率；基于所述第二傾斜鏡的校正帶寬截止頻率、所述分頻頻率，推導所述第二傾斜鏡的理論行程范圍；判斷所述理論行程范圍在設定行程范圍內時，將對應所選取的所述第二積分運算的參數值K1，以及所述第一積分運算的參數值K作為目標分頻參數，用于設置所述雙傾斜鏡跟蹤系統，實現校正。進一步的，所述根據所述第一積分運算的參數值K，計算得到所述第二傾斜鏡的校正帶寬截止頻率，包括按照如下公式(1)計算：所述fturn2為所述第二傾斜鏡的校正帶寬截止頻率。進一步的，所述根據所述第一積分運算的參數值K，計算得到所述第二傾斜鏡的校正帶寬截止頻率，包括按照如下公式(2)計算：所述fturn2為所述第二傾斜鏡的校正帶寬截止頻率，所述Gn2為所述第二傾斜鏡的增益系數。進一步的，所述設定選取規則包括：后一次選取的第二積分運算的參數值小于前一次所選取的參數值，且第一次選取的第二積分運算的參數值小于參考最大值；所述參考最大值根據所述第一傾斜鏡的響應截止頻率計算得到。進一步的，所述參考最大值根據所述第一傾斜鏡的響應截止頻率和所述第二傾斜鏡的校正帶寬截止頻率計算得到：所述f1為所述第一傾斜鏡的響應截止頻率；所述K′1為所述參考最大值。進一步的，所述后一次選取的第二積分運算的參數值小于前一次所選取的參數值，且第一次選取的第二積分運算的參數值小于參考最大值，包括如下公式(5)依次選取所述第二積分運算的參數值：所述表示第i次選取的第二積分運算的參數值。進一步的，所述基于所選取的所述第二積分運算的參數值，計算所述第二傾斜鏡的分頻頻率，包括按照如下公式(6)計算：所述fturn1為所述第二傾斜鏡的分頻頻率；所述K′1為第i次所選取的所述第二積分運算的參數值。進一步的，所述基于所述第二傾斜鏡的校正帶寬截止頻率、所述分頻頻率，推導所述第二傾斜鏡的理論行程范圍包括：獲取所述第二傾斜鏡的響應截止頻率，將所述分頻頻率、所述校正帶寬截止頻率與所述第二傾斜鏡的響應截止頻率，作為所述第二傾斜鏡頻率響應曲線的三個折點，將所述第二傾斜鏡頻率響應曲線劃分為四個頻率段，基于每個頻率段的斜率與所述三個折點，可繪制得到所述第二傾斜鏡的頻率響應曲線；獲取實測大氣頻率，將其與所述第二傾斜鏡的頻率響應曲線相乘，得到所述第二傾斜鏡的響應信號頻譜；對所述響應信號頻譜作傅里葉反變換，得到所述第二傾斜鏡的輸出角度；根據所述第二傾斜鏡的輸出角度，可推到得到所述第二傾斜鏡的理論行程范圍。進一步的，所述設定行程范圍為所述第二傾斜鏡的實際行程范圍。本專利技術的有益效果是：根據本專利技術提供的一種適用于雙傾斜鏡跟蹤系統的分頻方法，其中雙傾斜鏡跟蹤系統包括第一傾斜鏡與第二傾斜鏡，波前擾動經傾斜校正，由探測器探測得到校正殘差，通過第一積分運算后輸入第二傾斜鏡，通過第一積分運算與第二積分運算后輸入第一傾斜鏡，第二傾斜鏡的響應截止頻率大于第一傾斜鏡的響應截止頻率，該分頻方法包括：根據第二傾斜鏡的開環特性，確定第二傾斜鏡在其響應截止頻率處，其開環增益在設定增益范圍時對應的第一積分運算的參數值K；設定增益范圍為大于等于M，且小于0dB；根據第一積分運算的參數值K，計算得到第二傾斜鏡的校正帶寬截止頻率；根據設定選取規則依次選取第二積分運算的參數值，基于所選取的第二積分運算的參數值，計算第二傾斜鏡的分頻頻率；基于第二傾斜鏡的校正帶寬截止頻率、分頻頻率，推導第二傾斜鏡的理論行程范圍；判斷理論行程范圍在設定行程范圍內時，將對應所選取的第二積分運算的參數值K1，以及第一積分運算的參數值K作為目標分頻參數，用于設置雙傾斜鏡跟蹤系統，實現校正，使得雙傾斜鏡跟蹤系統對波前校正效果達到最佳。附圖說明圖1為本專利技術實施例一的一種雙傾斜鏡跟蹤系統原理結構示意圖；圖2為本專利技術實施例一的另一種雙傾斜鏡跟蹤系統原理結構示意圖；圖3為本專利技術實施例一的分頻方法流程示意圖；圖4為本專利技術實施例一的第二傾斜鏡與雙傾斜鏡校正殘差伯德圖；圖5為本專利技術實施例一的TM1支路、TM2支路和并聯總路的開環傳遞函數伯德圖；圖6為本專利技術實施例一的近似畫出的兩傾斜鏡的閉環響應圖；圖7為本專利技術實施例一的仿真得到的閉環響應圖；圖8為本專利技術實施例一的近似畫出的第二傾斜鏡的閉環響應圖；圖9為本專利技術實施例一的實測大氣頻譜；圖10為本專利技術實施例一的第二傾斜鏡的響應信號頻譜；圖11為本專利技術實施例一的第二傾斜鏡輸出角度隨時間的響應曲線。具體實施方式為了使本專利技術的目的、技術方案及優點更加清楚明白，下面通過具體實施方式結合附圖對本專利技術作進一步詳本文檔來自技高網...

【技術保護點】
1.一種適用于雙傾斜鏡跟蹤系統的分頻方法，其特征在于，所述雙傾斜鏡跟蹤系統包括第一傾斜鏡與第二傾斜鏡，波前擾動經傾斜校正，由探測器探測得到校正殘差，通過第一積分運算后輸入所述第二傾斜鏡，通過所述第一積分運算與第二積分運算后輸入所述第一傾斜鏡，所述第二傾斜鏡的響應截止頻率大于所述第一傾斜鏡的響應截止頻率，所述分頻方法包括：/n根據所述第二傾斜鏡的開環特性，確定所述第二傾斜鏡在其響應截止頻率處，其開環增益在設定增益范圍時對應的所述第一積分運算的參數值K；所述設定增益范圍為大于等于M，且小于0dB；/n根據所述第一積分運算的參數值K，計算得到所述第二傾斜鏡的校正帶寬截止頻率；/n根據設定選取規則依次選取所述第二積分運算的參數值，基于所選取的所述第二積分運算的參數值，計算所述第二傾斜鏡的分頻頻率；/n基于所述第二傾斜鏡的校正帶寬截止頻率、所述分頻頻率，推導所述第二傾斜鏡的理論行程范圍；/n判斷所述理論行程范圍在設定行程范圍內時，將對應所選取的所述第二積分運算的參數值K1，以及所述第一積分運算的參數值K作為目標分頻參數，用于設置所述雙傾斜鏡跟蹤系統，實現校正。/n

【技術特征摘要】
1.一種適用于雙傾斜鏡跟蹤系統的分頻方法，其特征在于，所述雙傾斜鏡跟蹤系統包括第一傾斜鏡與第二傾斜鏡，波前擾動經傾斜校正，由探測器探測得到校正殘差，通過第一積分運算后輸入所述第二傾斜鏡，通過所述第一積分運算與第二積分運算后輸入所述第一傾斜鏡，所述第二傾斜鏡的響應截止頻率大于所述第一傾斜鏡的響應截止頻率，所述分頻方法包括：
根據所述第二傾斜鏡的開環特性，確定所述第二傾斜鏡在其響應截止頻率處，其開環增益在設定增益范圍時對應的所述第一積分運算的參數值K；所述設定增益范圍為大于等于M，且小于0dB；
根據所述第一積分運算的參數值K，計算得到所述第二傾斜鏡的校正帶寬截止頻率；
根據設定選取規則依次選取所述第二積分運算的參數值，基于所選取的所述第二積分運算的參數值，計算所述第二傾斜鏡的分頻頻率；
基于所述第二傾斜鏡的校正帶寬截止頻率、所述分頻頻率，推導所述第二傾斜鏡的理論行程范圍；
判斷所述理論行程范圍在設定行程范圍內時，將對應所選取的所述第二積分運算的參數值K1，以及所述第一積分運算的參數值K作為目標分頻參數，用于設置所述雙傾斜鏡跟蹤系統，實現校正。


2.如權利要求1所述的適用于雙傾斜鏡跟蹤系統的分頻方法，其特征在于，所述根據所述第一積分運算的參數值K，計算得到所述第二傾斜鏡的校正帶寬截止頻率，包括按照如下公式(1)計算：



所述fturn2為所述第二傾斜鏡的校正帶寬截止頻率。


3.如權利要求1所述的適用于雙傾斜鏡跟蹤系統的分頻方法，其特征在于，所述根據所述第一積分運算的參數值K，計算得到所述第二傾斜鏡的校正帶寬截止頻率，包括按照如下公式(2)計算：



所述fturn2為所述第二傾斜鏡的校正帶寬截止頻率，所述Gn2為所述第二傾斜鏡的增益系數。


4.如權利要求1所述的適用于雙傾斜鏡跟蹤系統的分頻方法，其特征在于，所述設定選取規則包括：后一次選取的第二積分運算的參數值小于前一次所選取的參數值，且第一次選取的第二積分運算的參數值小于參考最大值；所述參考最大值根據所述第一...

【專利技術屬性】
技術研發人員：楊奇龍，馬曉燠，王韜，鄭茹文，魏勝，
申請(專利權)人：重慶連芯光電技術研究院有限公司，
類型：發明
國別省市：重慶;50