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光束检测控制系统的设计与实现

作　者: 王振华
导　师: 车明；任晓明
学　校: 天津大学
专　业: 计算机技术
关键词: 光束质量光束检测光束校正光束控制
分类号: TP273
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
下　载: 34次
引　用: 1次
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内容摘要

光束检测控制系统是一门集科学性和工程性的综合学科,是研究实时自动改善光束质量的系统工程。它利用光电子技术实时测量光束畸变,用高速计算机系统计算和控制,用能动光束调整器件进行实时像差补偿,是改善光束传输系统光束质量的有力保证。光束检测控制系统主要由光束探测组件、光束调整组件和光束控制组件三部分组成。光束探测组件是用于光束波前测量,根据光束状态、大小等得到光束畸变信息。光束调整组件是用于实现光束像差补偿的实时校正的光学器件,常用的有变形镜、倾斜镜等。光束控制器是将光束探测器探测到的信号经过控制算法转化为光束校正器的控制信号,驱动调整组件改变光束波前形状,从而有效地校正各种扰动对光束质量的影响,得到接近衍射极限的输出光束。本文深入分析束控制系统要求的基础上,采用PAC平台组建光束检测控制系统。利用PXI总线工控机和板卡,搭建了数据采集、图像处理、运动控制硬件系统;同时,在LabVIEW RT环境下利用NI MAX构建了相应的软件开发平台。在完善的软硬件开发平台上,开发了操作简单、界面友好、通用化程度高的多任务的检测控制软件。本文研究设计的光束检测控制系统已应用于多个装置,实现了对其低级像差的实时检测和补偿,很好的保证了系统的光束质量。实验表明,该设计方案大大提高了光束检测控制的可靠性和稳定性,为系统光束质量的改善打下了结实的基础。

全文目录

中文摘要  3-4
ABSTRACT  4-7
第一章绪论  7-12
  1.1 课题背景及意义  7
  1.2 光束控制技术发展动态  7-10
  1.3 本文的主要工作  10
  1.4 论文的组织结构  10-12
第二章基础理论与技术  12-35
  2.1 光束质量评价方法  12-17
  2.2 光束畸变描述模型  17-18
  2.3 LabVIEW 软件简介  18-25
  2.4 PAC 技术概述  25-31
    2.4.1 PAC 软件方案  27-29
    2.4.2 PAC 硬件平台  29-31
  2.5 PXI 总线简介  31-34
  2.6 小结  34-35
第三章光束检测控制方案设计  35-47
  3.1 光束检测组件选型  35-40
    3.1.1 哈特曼传感器  36-38
    3.1.2 位敏探测器  38-40
  3.2 光束调整组件选型  40-43
    3.2.1 变形反射镜  41-42
    3.2.2 倾斜反射镜  42-43
  3.3 光束控制组件选型与控制方案设计  43-46
    3.3.1 处理计算机的实现  44-45
    3.3.2 控制方案设计  45-46
  3.4 小结  46-47
第四章光束检测控制系统设计  47-63
  4.1 光束控制系统结构  47-48
  4.2 光束控制硬件设计  48-56
    4.2.1 控制网络结构  48-49
    4.2.2 控制板卡选择  49-53
    4.2.3 控制机柜设计  53-56
  4.3 软件开发平台构建  56-62
    4.3.1 实时系统平台构建  57
    4.3.2 模拟测量平台构建  57-60
    4.3.3 图像采集平台构建  60-61
    4.3.4 运动控制平台构建  61-62
  4.4 小结  62-63
第五章光束检测控制程序开发  63-82
  5.1 程序功能划分  63-64
  5.2 程序结构组成  64-66
  5.3 程序代码开发  66-79
    5.3.1 主控程序模块  67
    5.3.2 数据采集模块  67-72
    5.3.3 图像处理模块  72-75
    5.3.4 运动控制模块  75-79
  5.4 控制程序应用  79-80
  5.5 小结  80-82
第六章结论  82-83
参考文献  83-86
发表论文和科研情况说明  86-87
致谢  87

光束检测控制系统的设计与实现

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