[发明专利]基于PSD反馈的二维快速控制反射镜及其控制系统

权利要求书

1.一种基于PSD反馈的二维快速控制反射镜，其特征在于，所述二维快速控制反射镜包括：底座，固定于所述底座上的PSD反馈光路结构、带压电陶瓷的活动支撑结构、及不带压电陶瓷的固定支撑结构，与活动支撑结构和固定支撑结构相连的支架，以及固定于支架上的反射镜；

所述底座上设有第一支撑架和第二支撑架，氦氖激光器固定安装于第一支撑架上，半透半反镜固定安装于第二支撑架上，PSD固定安装于第二支撑架内部；

所述第二支撑架的顶部朝向第一支撑架倾斜设置，所述半透半反镜倾斜安装于所述第二支撑架的顶部；

所述活动支撑结构为两个，分别包括二维柔性铰链、椭圆形位移放大机构、以及位于嵌入在椭圆形位移放大机构内的压电陶瓷；

两个活动支撑结构和固定支撑机构呈“品”字形固定在底座上。

2.根据权利要求1所述的基于PSD反馈的二维快速控制反射镜，其特征在于，所述反馈光路结构包括沿光路依次设置的氦氖激光器、半透半反镜以及检测光斑位置的PSD。

3.根据权利要求1所述的基于PSD反馈的二维快速控制反射镜，其特征在于，所述固定支撑结构包括二维柔性铰链和支撑柱。

4.根据权利要求3所述的基于PSD反馈的二维快速控制反射镜，其特征在于，所述活动支撑结构和固定支撑机构呈“品”字形固定在底座上的三个凹槽内，并分别与支架固定连接。

5.根据权利要求1所述的基于PSD反馈的二维快速控制反射镜，其特征在于，所述支架包括支架主体及固定于支架主体上的凸台，所述反射镜与支架主体通过凸台固定安装。

6.一种基于PSD反馈的二维快速控制反射镜的控制系统，其特征在于，所述控制系统包括：

权利要求1～5中任一项所述的二维快速控制反射镜；

PSD信号处理电路，包括用于对二维快速控制反射镜中的PSD信号进行滤波的滤波电路；

FPGA控制电路，与所述PSD信号处理电路相连，包括采集经过PSD信号处理电路后PSD信号的DA模块、用于计算实时控制信号u(t)的滑模控制器、以及用于转化实时控制信号u(t)的AD模块；

功率放大电路，用于对AD模块输出的电压信号进行功率放大，并驱动二维快速控制反射镜中的压电陶瓷。

7.根据权利要求6所述的控制系统，其特征在于，所述滑模控制器还用于根据实时的二维快速控制反射镜的角度偏转量y(t)、输入角度理想值r(t)与实际的角度偏转量y(t)的偏差值计算实时控制信号u(t)。