一种可变形反射镜自适应控制的新方法
系统与控制
2022-03-10 v1 天体物理仪器与方法
系统与控制
大气与海洋物理
摘要
对于足够宽的施加控制信号（控制电压）范围，MEMS 和压电可变形反射镜表现出非线性行为。这种非线性行为表现为非线性执行器耦合、非线性执行器变形特性，以及在压电 DM 中的迟滞现象。此外，在许多情况下，DM 行为会随时间变化，这需要一种基于观测数据更新 DM 模型的程序。如果未正确建模且在设计控制算法时未考虑非线性和随时间变化的 DM 行为，可能会显著降低自适应光学（AO）系统可实现的闭环性能。广泛使用的 DM 控制方法基于以影响矩阵形式预估计的线性时不变 DM 模型。通常，这些模型在系统运行期间不会更新。因此，当非线性 DM 行为由宽工作范围的控制信号激发，或当 DM 行为随时间变化时，依赖线性控制方法的现有 DM 控制方法可能无法产生令人满意的 AO 系统闭环性能。基于这些关键事实，我们提出了一种新颖的数据驱动 DM 控制方法。我们的方法将简单的开环控制方法与递归最小二乘法相结合，以动态更新 DM 模型。DM 模型根据动态变化的 DM 工作点不断更新。也就是说，所提出的方法在系统运行期间同时更新控制动作和 DM 模型。我们在具有 140 个执行器的 Boston Micromachines MEMS DM 上通过实验验证了该方法。本手稿中报告的初步实验结果表明，使用所开发的方法进行 DM 控制具有良好的潜力。
引用
@article{arxiv.2203.04915,
title = {A novel method for adaptive control of deformable mirrors},
author = {Aleksandar Haber},
journal= {arXiv preprint arXiv:2203.04915},
year = {2022}
}
备注
SPIE Proceedings, SPIE BiOS, 2022, San Francisco, California, United States, Proceedings Volume 11969, Adaptive Optics and Wavefront Control for Biological Systems VIII; 1196902