[发明专利]一种多输入多输出光路实时校正模型的构建方法及系统

说明书

本发明公开了一种多输入多输出光路实时校正模型的构建方法及系统，涉及光路校正技术领域。本发明包括搭建多输入多输出光路；按照设定角度逐一驱动第一动镜和第二动镜分别沿X/Y轴转动，记录角度探测器和位置探测器分别探测到的角度值和位置值；根据第一动镜和第二动镜分别沿X/Y轴转动的角度与探测到的角度值和位置值的关系，构建关系矩阵；求解第一动镜和第二动镜至角度探测器和位置探测器解算模型，根据被控系统延时、被控动镜数学模型构建控制模型，整合解算模型，完成多输入多输出光路实时校正模型的构建。本发明对光路校正模型的构建具有很好的适用性，可以满足多种情况下的光路校正需求。

技术领域

本发明涉及光路校正技术领域，具体是涉及一种多输入多输出光路实时校正模型的构建方法及系统。

背景技术

光路校正系统在各种复杂光学系统中均有应用，主要是利用例如位置敏感探测器(Position Sensitive Device，PSD)、电荷耦合器件(Charge coupled Device，CCD)等光电传感器测量光束的位置或者指向，并将测量值反馈至控制系统，通过控制系统驱动动镜，对光路进行实时校正，保证光束按照预定的要求出射。

目前光路校正模型主要采用以下方式构建：

1、采用单输入单输出模式，构建仅与角度或者仅与位置相关的模型，因此该模型也仅能校正单一角度或者单一位置；

2、在同时对角度和位置进行校正时，现阶段多采用每步迭代构建方式或者光路X向、Y向分开构建模型方式。

当光路扰动频率成分复杂时，每步迭代调节方式的收敛速度较慢，校正效果无法保证；当动镜的X向或Y向与光电传感器探测的X、Y向同时有耦合时，采用X向、Y向分开校正方式会导致校正模型不够准确，校正效果不佳。

发明内容

本发明的目的是为了克服上述背景技术的不足，提供一种多输入多输出光路实时校正模型的构建方法及系统。

本发明提供一种多输入多输出光路实时校正模型的构建方法，包括以下步骤：

步骤1、搭建多输入多输出光路，光束射向第一动镜后被第一动镜反射到第二动镜，第二动镜将光束反射到分光镜上，分光镜将光束分成两路光束，一路光束经过透镜聚焦后射向角度探测器，另一路光束射向位置探测器；

步骤2、按照设定角度逐一驱动第一动镜和第二动镜分别沿X/Y轴转动，记录角度探测器和位置探测器分别探测到的角度值和位置值；

步骤3、根据第一动镜和第二动镜分别沿X/Y轴转动角度与探测到的角度值和位置值的关系，构建关系矩阵K、第一动镜和第二动镜的转动角度矩阵M及探测到的角度值和位置值矩阵Y；

Y＝K*M

步骤4、根据获取的关系矩阵K求解第一动镜和第二动镜至角度探测器和位置探测器解算模型W；

步骤5、根据被控系统延时、被控动镜数学模型构建控制模型G；

式中：K_P为比例系数，K_I为积分系数，K_D为微分系数，s为传递函数；

步骤6、将控制模型G离散化后即可得到可用的控制算法；

步骤7、整合步骤4中的解算模型W、步骤5中的控制模型G及步骤6中的控制算法完成多输入多输出光路实时校正模型X的构建，X＝G*W。

优选方案：所述按照设定角度逐一驱动第一动镜和第二动镜分别沿X/Y轴转动，记录角度探测器和位置探测器分别探测到的角度值和位置值，具体为：