快速反射镜理论建模与仿真分析

XIE Na,DU Yanlu,JIANG Shizhou,GONG Quancheng,WANG Mingchao,XU Feifei, WANG Xinwei,QI Yuan

Journal of Applied Optics（2023）

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摘要

为有效指导快速反射镜设计,开展了快速反射镜理论建模与仿真分析研究.相比以往单自由度运动模型,该文基于动力学分析,建立了两轴快速反射镜的多自由度运动微分方程,推导出被控对象传递函数和对基座扰动的隔离传递函数;仿真分析了结构谐振频率对被控对象特性的影响,指出转动固有频率较大时,被控对象为欠阻尼系统,传递函数曲线存在谐振峰;建立了包含结构特性的快速反射镜控制系统仿真模型,分析了负载质心偏离柔性铰链支承中心、结构谐振频率等对其扰动隔离性能的影响,指出非工作轴固有频率越大,对扰动隔离性能越好,一般选择在伺服系统增益交界频率 2倍以上,工作轴固有频率需权衡扰动隔离性能和电机力矩约束等进行选择.最后结合实物振动试验,验证了仿真模型的正确性.

关键词

Deformable Mirror,Adaptive Optics,Imaging,Molecular Dynamics Simulations,Astronomical Imaging

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