Preview

Машиностроение и компьютерные технологии

Расширенный поиск

Системы автоматического регулирования адаптивных оптических систем. Аналитический обзор. Часть 1: Управление АОС бортовых лазерных установок

https://doi.org/10.24108/0318.0001341

Полный текст:

Аннотация

В первой части аналитического обзора рассмотрено введение в системы автоматического регулирования для адаптивных оптических систем (АОС) и управление корректорами наклонов, устраняющими дрожание лазерного пучка. Рассмотрен состав и назначение основных элементов АОС. Даны схемы использования АОС для формирования более четких изображений объектов и для фокусирования излучения на мишени при распространении лазерного пучка в турбулентной атмосфере. Кратко рассмотрены общие вопросы управления адаптивными оптическими системами: одноканальное и многоканальное линейное управление, ограничения пропускной способности системы регулирования, возможные пути прохождения сигнала в САР АОС.

Подробно рассмотрено прохождение гармонического сигнала через звенья контура управления обратной связью применительно к плоскому зеркалу двухканального корректора наклонов волнового фронта. Даны рекомендации по выбору минимального времени квантования при прохождении цифрового сигнала.

Рассмотрены некоторые вопросы построения САР применительно к АОС бортовых лазерных установок. На основе моделирования построена модель установки, в которой свет проходит через турбулентную атмосферу и которая позволила разработать линейный квадратичный гауссовский регулятор (LQG-регулятор). С помощью этого регулятора проведено оптимальное управление (т.е. сведение к минимуму дисперсии измеренного выходного сигнала) с хорошей робастностью корректором наклонов.

В заключительной части обзора приведены некоторые результаты исследования задач управления АОС при компенсации возмущений волнового фронта лазерного излучения, вызванных как аэро-оптической проблемой, возникающей при распространении излучения около стенок летящего самолета, так и атмосферной турбулентностью свободного воздушного потока. Особо рассмотрен вопрос о влиянии небольшой временной задержки (в пределах одного шага дискретизации) в передаче управляющего сигнала на работоспособность системы управления.

Об авторах

Ю. И. Шанин
Научно-исследовательский институт научно-производственное объединение «ЛУЧ», Подольск
Россия

Шанин Юрий Иванович

Ведущий начный сотрудник, к.т.н., с.н.с.

Закончил кафедру Э-1 МВТУ им. Н.Э. Баумана в 1977 г.

Закончил аспирантуру кафедры Э-6 МВТУ им. Н.Э Баумана в 1980 г.

 



А. В. Черных
ФГУП "НИИ НПО "ЛУЧ", г. Подольск
Россия

Черных Александр Владимирович

Начальник лаборатории, к.т.н.

Закончил МАИ в 1981 г.



Список литературы

1. Адаптивная оптика. Режим доступа: https://ru.wikipedia.org/wiki/ (дата обращения 13.04.2018).

2. Tyson R.K. Principles of adaptive optics. 3rd ed. Boca Raton: CRC Press, 2011. 299 p.

3. Tyson R.K. Introduction to adaptive optics. Bellingham: SPIE Press, 2000. 116 p.

4. Madec P.-Y. Control techniques // Adaptive optics in astronomy / Ed. by F. Roddier. Camb.; N.Y.: Camb. Univ. Press, 1999. Pt. 1. Ch. 6. Pp.131-154. DOI: 10.1017/CBO9780511525179.006

5. Тараненко В.Г., Шанин О.И. Адаптивная оптика. М.: Радио и связь, 1990. 110 с.

6. Тараненко В.Г., Шанин О.И. Адаптивная оптика в приборах и устройствах: учеб. пособие. М.: ЦНИИАтоминформ, 2005. 415 с.

7. Шанин О.И. Адаптивные оптические системы коррекции наклонов. Резонансная адаптивная оптика. М.: Техносфера, 2013. 295 с.

8. Hardy J.W. Adaptive optics for astronomical telescopes. N.Y.: Oxford Univ. Press, 1998. 438 p.

9. Pachter M., Oppenheimer M.W. Adaptive optics for airborne platforms. Pt. 1: Modeling // Optics & Laser Technology. 2002. Vol. 34. No. 2. Pp. 143–158. DOI: 10.1016/S0030-3992(01)00104-9

10. Oppenheimer M.W., Pachter M. Adaptive optics for airborne platforms. Pt. 2: Controller design // Optics & Laser Technology. 2002. Vol. 34. No. 2. Рp. 159–176. DOI: 10.1016/S0030-3992(01)00105-0

11. Orzechowski P.K., Gibson J.S., Tsu-Chin Tsao. Optimal disturbance rejection by LTI feedback control in a laser beam steering system // 43rd IEEE conf. on decision and control: CDC 2004 (Nassau, Bahamas, December 14-17, 2004): Proc. Vol. 2. N.Y.: IEEE, 2004. Pp. 2143-2148. DOI: 10.1109/CDC.2004.1430365

12. Whiteley M.R., Gibson J.S. Adaptive laser compensation for aero-optics and atmospheric disturbances // 38th AIAA plasmadynamics and laser conf. (Miami, FLA, USA, June 25-28, 2007): Proc. Wash.: AIAA, 2007. Рp. 1-14. DOI: 10.2514/6.2007-4012


Для цитирования:


Шанин Ю.И., Черных А.В. Системы автоматического регулирования адаптивных оптических систем. Аналитический обзор. Часть 1: Управление АОС бортовых лазерных установок. Машиностроение и компьютерные технологии. 2018;(3):51-68. https://doi.org/10.24108/0318.0001341

For citation:


Shanin Y.I., Chernykh A.V. Automatic Control Systems for Adaptive Optical Systems: Analytical Review. Part 1: Adaptive Optical System Control of Onboard Laser Installations. Mechanical Engineering and Computer Science. 2018;(3):51-68. (In Russ.) https://doi.org/10.24108/0318.0001341

Просмотров: 106


Creative Commons License
Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 License.


ISSN 2587-9278 (Online)