基于倾斜探测的拼接望远镜主动控制研究

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	基于倾斜探测的拼接望远镜主动控制研究
其他题名	Research on Active Control of The Segmented Telescope Based on Tip Detection
	王斌
学位类型	硕士
导师	金振宇
	2019-07-01
学位授予单位	中国科学院大学
学位授予地点	北京
学位专业	天文技术与方法
关键词	环形拼接望远镜主动控制 Shack-Hartmann倾斜探测定标
摘要	8米环形拼接太阳望远镜是CGST计划中的重要方案，在主动控制中，由于环形拼接形式的特殊性，需要附加高精度子镜倾斜探测才能实现主动光学的闭环控制。光学测量手段具备高精度探测的潜力，但是光学探测对环境很敏感，大气湍流引起的波前畸变是光学倾斜探测最重要的误差源，为此，通过数值模拟研究了大气湍流扰动对子镜边缘倾斜探测精度的影响，并给出了在存在大气湍流下其理论的探测精度。在围绕8m RST主动光学关键技术研究的拼接镜面主动光学实验平台中，为了实现其主动光学的闭环控制，在子镜边缘探测的基础上，搭建了Shack-Hartmann波前探测器用于子镜倾斜的实时探测。为此，利用泰曼-格林型的4D干涉仪和子镜上安装的边缘传感器对子镜边缘的Shack-Hartmann倾斜测量系统进行了交叉定标，对其测量精度进行了定量评估；在此基础上，我们对包括边缘传感器和倾斜传感器的拼接镜面实验系统主动控制模型进行了测量和定标，最终结合子镜边缘探测和子镜边缘倾斜探测实现了拼接镜面主动控制闭环实验，并分析了不同采样频率对主动闭环控制实验结果的影响，为后续8m RST高精度倾斜测量技术、闭环控制技术的研制和实现提供参考。
其他摘要	The 8m ring segmented telescope is an important candidate solution for the Chinese Giant Telescope project. In active control, because of the particularity of ring segmented telescope, it is necessary to add high precision tip detection to realize closed-loop control of active optics.Optical measurement method has the potential of high precision detection, but optical detection is very sensitive to the environment. The wavefront distortion caused by atmospheric turbulence is the most important error source of optical tip detection. Therefore, the influence of atmospheric turbulence disturbance on the accuracy of tilt detection is studied by numerical simulation, and the theoretical detection accuracy in the presence of atmospheric turbulence is given. In order to realize the closed-loop control of active optics, a Shack-Hartmann wavefront detector is constructed for real-time detection of segments tip based on the edge detection of segments in the experiment of ring segmented telescope active optics, which focuses on the key technology of 8m RST active optics. Therefore, the Shack-Hartmann tip measurement system of the edge of the segments is calibrated by using the PhaseCam@6000 interferometer and the edge sensor installed on sub-segment, and its measurement accuracy is evaluated quantitatively. On this basis, we measure and calibrate the active control model of the segmented mirror experimental system including edge sensor and tip sensor. Finally, we realize the closed-loop experiment of active control of the segmented mirror by combining the edge detection of the sub-segment with tip detection of the sub-segment. We also analyze the influence of different sampling frequencies on the experimental results of active closed-loop control. This study provides a reference for the development and implementation of 8m RST high precision tip measurement technology and closed-loop control technology.
学科领域	天文学 ; 天文学其他学科 ; 电子、通信与自动控制技术 ; 自动控制技术
学科门类	理学 ; 理学::天文学 ; 工学 ; 工学::电子科学与技术（可授工学、理学学位） ; 工学:::控制科学与工程
页数	59
语种	中文
文献类型	学位论文
条目标识符	http://ir.ynao.ac.cn/handle/114a53/25437
专题	天文技术实验室
作者单位	中国科学院云南天文台
第一作者单位	中国科学院云南天文台
推荐引用方式 GB/T 7714	王斌. 基于倾斜探测的拼接望远镜主动控制研究[D]. 北京. 中国科学院大学,2019.

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基于倾斜探测的拼接望远镜主动控制研究.p（2771KB）	学位论文		开放获取	CC BY-NC-SA	浏览请求全文