压电倾斜镜迟滞非线性建模及逆补偿控制

发布时间：2021-03-31 10:14

　　自适应光学系统中的压电倾斜镜通常是用来实时校正大气湍流引起的波前畸变,但压电倾斜镜的响应都有较大的非线性迟滞效应,大大降低了倾斜镜的到位精度,并且影响系统稳定性,制约了倾斜校正系统的带宽,因此需要对迟滞现象进行建模,通过建立的模型进行补偿。本文通过引入迟滞算子,使用贝叶斯正则化训练算法训练BP神经网络来构建压电倾斜镜迟滞模型,以中国科学院光电技术研究所自主研制的压电倾斜镜为对象开展了实验研究。最后的实验结果表明,通过BP神经网络构建的压电倾斜镜迟滞模型具有较准确的辨识能力,其中,X方向的迟滞大小由6.5%降低到了1.3%,Y方向的迟滞大小由7.1%降低到了1.6%。 

【文章来源】：光电工程. 2020,47(04)北大核心CSCD

【文章页数】：7 页

【部分图文】：

倾斜镜驱动器位置示意图；(b)倾斜镜结构示意图

本文使用最小均方根误差(RMSE)和相对误差(RE)作为检验标准，对模型的效果进行定量的描述。最小均方根误差(RMSE)和相对误差(RE)的计算公式为式中：N是数据个数，x是模型输出，y是实际输出。

PI模型是通过对一系列play算子加权求和，来描述迟滞特性，play算子如图4(a)所示，而MPI模型是在PI模型的基础上再串联一系列非奇对称的deadzone算子，使得模型的辨识效果更好，deadzone算子如图4(b)所示。Play算子和deadzone算子的公式如式(6)和式(7)。

【参考文献】：
期刊论文
[1]液晶自适应光学系统中倾斜镜的建模与控制[J]. 王玉坤,胡立发,王冲冲,宣丽.  光学精密工程. 2016(04)
[2]基于神经网络的压电倾斜镜磁滞补偿方法研究[J]. 王冲冲,胡立发,何斌,穆全全,曹召良,宋宏,宣丽.  中国激光. 2013(11)
[3]基于FSM的高精度光电复合轴跟踪系统研究[J]. 王红红,陈方斌,寿少峻,宋晓明.  应用光学. 2010(06)
[4]快速偏转反射镜研究现状及关键技术[J]. 徐飞飞,纪明,赵创社.  应用光学. 2010(05)

博士论文
[1]三明治迟滞非线性系统的建模与控制研究[D]. 马连伟.上海交通大学 2007



本文编号：3111265