主次镜系统的计算机辅助装调 被引量：25

1

作者 孙敬伟 陈涛 +1 位作者 王建立 杨飞 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第10期2156-2163,共8页

为了实现大口径望远镜系统的装调,提高其光学成像质量,研究了望远镜装调像差和计算机辅助装调技术。首先针对RC式望远镜系统,分析了装调过程中由于次镜偏心和倾斜导致系统模型产生的扰动误差。针对实际调整过程中选择零彗差点和曲率中... 为了实现大口径望远镜系统的装调,提高其光学成像质量,研究了望远镜装调像差和计算机辅助装调技术。首先针对RC式望远镜系统,分析了装调过程中由于次镜偏心和倾斜导致系统模型产生的扰动误差。针对实际调整过程中选择零彗差点和曲率中心作为旋转中心进行调整的特点,分析了这两个旋转点的选择对系统像差和指向精度的影响。然后结合计算机辅助装调原理,研究了关于恒定彗差、线性像散与模型相关的灵敏度矩阵的特殊形式,结合波像差理论与光学软件Code V模型仿真来实现装调技术。最后,针对1 m级望远镜系统进行了安装调整。实验结果表明:装调后系统的RMS达到了0.144 5λ,大大优于装调前的1.214λ,证实了该方法具有较好的精度、抗干扰能力和实际应用价值。 展开更多

关键词 计算机辅助装调 望远镜 主次镜 偏心误差 零彗差点

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基于矢量波像差理论的计算机辅助装调技术研究 被引量：17

2

作者 车驰骋 李英才 +2 位作者 樊学武 马臻 胡永明 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第8期1630-1634,共5页

在三阶矢量波像差理论的基础上,建立了系统内失调量与系统波像差Zernike系数的关系式,并以共轴三反射光学系统为数学模型进行了仿真分析.结果表明,基于矢量波像差理论的装调技术可行,并可用于大型光学系统的装调.利用该理论对一共轴非... 在三阶矢量波像差理论的基础上,建立了系统内失调量与系统波像差Zernike系数的关系式,并以共轴三反射光学系统为数学模型进行了仿真分析.结果表明,基于矢量波像差理论的装调技术可行,并可用于大型光学系统的装调.利用该理论对一共轴非球面三反系统进行装调,最终使系统波像差RMS<0.080λ. 展开更多

关键词 矢量波像差 计算机辅助装调 ZERNIKE多项式 失调系数矩阵

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离轴非球面反射镜补偿检验的计算机辅助装调技术研究 被引量：13

3

作者 陈钦芳 李英才 +2 位作者 马臻 李旭阳 郭永祥 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第12期2220-2223,共4页

利用零补偿器实施离轴非球面元件面形的干涉检测中,为了实现反射镜的高准确度检测,对其干涉结果中的误差信息进行了分析.根据零补偿器的补偿原理,提出一种新的调整误差分离方法,建立了离轴非球面补偿检验的调整误差分离模型,并利用该模... 利用零补偿器实施离轴非球面元件面形的干涉检测中,为了实现反射镜的高准确度检测,对其干涉结果中的误差信息进行了分析.根据零补偿器的补偿原理,提出一种新的调整误差分离方法,建立了离轴非球面补偿检验的调整误差分离模型,并利用该模型对一块离轴非球面反射镜进行了仿真实验.调整前由调整误差引入的波像差为0.2332λRMS(λ=632.8nm),根据仿真结果调整后的波像差为0.0026λRMS,表明该方法具有较高的准确度,可有效提高检测效率. 展开更多

关键词 非球面检测 补偿器 调整误差 计算机辅助装调

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利用Zernike系数对离轴三反射系统进行计算机辅助装调 被引量：44

4

作者 巩盾 田铁印 王红 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第8期1754-1759,共6页

针对离轴三反光学系统检测和装调的复杂性,提出了一套结合了干涉测量技术的计算机辅助装调方法。采用多视场ZYGO干涉仪自准干涉检验各种失调量产生的残余像差,得到表征系统失调量引起残余像差的一系列Zernike系数,利用Zernike系数与Sei... 针对离轴三反光学系统检测和装调的复杂性,提出了一套结合了干涉测量技术的计算机辅助装调方法。采用多视场ZYGO干涉仪自准干涉检验各种失调量产生的残余像差,得到表征系统失调量引起残余像差的一系列Zernike系数,利用Zernike系数与Seidel像差系数之间的相关性将之转化为几何像差作为校正对象。由光学设计软件求得与系统失调量相关的灵敏度矩阵,并确定对残余像差影响最敏感的失调量。当失调量被确定后,将调整后的结果再次代入光学设计软件进行验证。多次迭代后,得到系统的RMS值<0.04λ的良好结果,证明了这种指导装调的方法是行之有效的。 展开更多

关键词 离轴三反系统 计算机辅助装调 干涉检验 灵敏度矩阵

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R-C光学系统的计算机辅助装调 被引量：8

5

作者 刘波 丁亚林 +2 位作者 贾继强 苏东风 张雷 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2016年第3期173-178,共6页

R-C光学系统是现代光学工程中常用的光学系统,以某一R-C光学系统为例,对其计算机辅助装调技术进行了研究。分析了R-C系统装调理论,确定以主镜为装调基准,调整次镜五个自由度的装调方法,建立起次镜失调量与系统Zernike系数的关系,以此指... R-C光学系统是现代光学工程中常用的光学系统,以某一R-C光学系统为例,对其计算机辅助装调技术进行了研究。分析了R-C系统装调理论,确定以主镜为装调基准,调整次镜五个自由度的装调方法,建立起次镜失调量与系统Zernike系数的关系,以此指导装调工作,达到明确装调方向、缩短装调周期的目的。整机光学系统的波像差RMS值优于1/10波长,达到了成像质量的要求。对相机进行实验室和地面外场成像,获得的图像图像清晰,层次丰富,验证了装调工作的正确性。 展开更多

关键词 R-C光学系统 计算机辅助装调 Zernike系数 波像差

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折轴三反射光学系统的计算机辅助装调技术研究 被引量：14

6

作者 李旭阳 李英才 +1 位作者 马臻 易红伟 《应用光学》 CAS CSCD 北大核心 2009年第6期901-906,共6页

给出计算机辅助装调中失调量与像差关系的数学模型,利用Zemax对折轴三反射光学系统进行失调仿真,得到失调数据,再对数据进行分析和处理,求得次镜和三镜的灵敏度矩阵,还对各种初级像差与各装调参量之间的对应关系及该系统的失调特性进行... 给出计算机辅助装调中失调量与像差关系的数学模型,利用Zemax对折轴三反射光学系统进行失调仿真,得到失调数据,再对数据进行分析和处理,求得次镜和三镜的灵敏度矩阵,还对各种初级像差与各装调参量之间的对应关系及该系统的失调特性进行讨论。根据以上分析结果,最终确定了共轴三反射光学系统的装调方案。为了验证方案的可行性,在Zemax中对共轴三反射光学系统人为地加入不同的失调量后,按照确定的装调方案,利用建立的计算机辅助装调数学模型计算出失调量的大小和方向,再根据计算结果对共轴三反射光学系统进行调整,仿真结果和实际装调结果都证明该方案是可行的。 展开更多

关键词 三反射系统 计算机辅助装调 失调量

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Zemax软件在离轴三反射镜系统计算机辅助装调中的应用 被引量：30

7

作者 杨晓飞 张晓辉 韩昌元 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 2004年第3期270-274,共5页

利用Zemax光学设计软件与自编计算机辅助装调软件,实现了对大口径、长焦距、无中心遮拦离轴三反射镜光学系统的装调。通过Zemax软件模拟光学系统的失调模式,得到整个光学系统的波前像差,把波前像差代入到自编的复杂光学系统计算机辅助... 利用Zemax光学设计软件与自编计算机辅助装调软件,实现了对大口径、长焦距、无中心遮拦离轴三反射镜光学系统的装调。通过Zemax软件模拟光学系统的失调模式,得到整个光学系统的波前像差,把波前像差代入到自编的复杂光学系统计算机辅助装调软件中,计算出光学系统的失调量,与引入的失调量对比,证明了其正确性。在实际的装调过程中,用小型球面干涉仪分别收集3个视场的干涉图,得到失调光学系统的失调量,用Zemax软件验证失调量数据的正确性,从而指导装调。按此方法,在波长λ=632.8nm时,得到离轴三反射镜光学系统的全视场波像差RMS值为0.108λ。该方法也可以运用到其他光学系统中。 展开更多

关键词 离轴三反射镜光学系统 计算机辅助装调 Zemax软件

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光学系统计算机辅助装调中的一种优化算法 被引量：15

8

作者 张斌 张晓辉 韩昌元 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 2000年第3期273-277,共5页

如何快速、准确、稳定地确定失调量是光学系统计算机辅助装调技术的一个关键部分。本文首先进行数学建模，建立了失调量与引入像差的关系式，然后提出了求解失调量的伪逆及奇异值巩固逆算法，以解决直接按最小二乘法方程组求解所带来的... 如何快速、准确、稳定地确定失调量是光学系统计算机辅助装调技术的一个关键部分。本文首先进行数学建模，建立了失调量与引入像差的关系式，然后提出了求解失调量的伪逆及奇异值巩固逆算法，以解决直接按最小二乘法方程组求解所带来的数值不稳定性及解的不精确性问题。最后，利用本文所建立的数值分析模型，进行了模拟计算，计算结果表明，本文的计算方法是合理可行、有效的。 展开更多

关键词 计算机辅助装调 失调 光学系统 优化算法

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离轴三反系统计算机辅助装调 被引量：15

9

作者 王彬 伍凡 叶玉堂 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2016年第11期243-249,共7页

为实现对离轴三反系统快速、有效的装调,提出了一种离轴三反系统计算机辅助装调(CAA)方法。该方法在理论分析失调后离轴三反系统像差特性的基础上,结合CAA技术及光学装调的实际情况,选择出最少且最合理的调整量;根据检测数据及CAA数学... 为实现对离轴三反系统快速、有效的装调,提出了一种离轴三反系统计算机辅助装调(CAA)方法。该方法在理论分析失调后离轴三反系统像差特性的基础上,结合CAA技术及光学装调的实际情况,选择出最少且最合理的调整量;根据检测数据及CAA数学模型直接计算出调整量的大小及方向。采用该方法对一离轴三反系统进行实际装调,将调整量从11个减少到7个,利用波前传感器被动式检测方法对离轴三反系统0及±1视场像质进行检测,通过一次计算调整快速使该系统全视场波像差从RMS≤0.32λ减少至RMS≤0.067λ(λ=632.8 nm),结果表明该装调方法简单、有效。 展开更多

关键词 计算机辅助装调 离轴三反系统 失调特性 ZERNIKE多项式

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基于DDE接口技术的计算机辅助装调方法 被引量：6

10

作者 刘志祥 马冬梅 +1 位作者 田园 卞江 《应用光学》 CAS CSCD 北大核心 2009年第3期486-490,共5页

根据波前拟合和计算机辅助装调的算法原理,基于动态数据交换(DDE)接口技术和泽尼克多项式拟合技术,采用阻尼最小二乘法,运用MATLAB和ZEMAX联合计算实现了计算机辅助装调。利用DDE接口在ZEMAX和MATLAB之间进行通讯,并用MATLAB编写了能够... 根据波前拟合和计算机辅助装调的算法原理,基于动态数据交换(DDE)接口技术和泽尼克多项式拟合技术,采用阻尼最小二乘法,运用MATLAB和ZEMAX联合计算实现了计算机辅助装调。利用DDE接口在ZEMAX和MATLAB之间进行通讯,并用MATLAB编写了能够生成各阶泽尼克圆多项式和环多项式的基底矩阵函数的可视化的计算机辅助装调程序,实现了程序的通用性及易用性。使用该程序对大遮拦比光学系统进行模拟装调,验证了程序的正确性。为了确认泽尼克圆多项式在环域上的相关性对计算机辅助装调结果的影响,分别采用泽尼克圆多项式和环多项式进行模拟装调。模拟结果表明:计算机辅助装调使用这两种泽尼克多项式均可行。 展开更多

关键词 应用光学 计算机辅助装调 泽尼克多项式 DDE接口 ZEMAX MATLAB

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反射光路的计算机辅助装调模型 被引量：11

11

作者 史亚莉 高云国 邓伟杰 《激光与红外》 CAS CSCD 北大核心 2009年第4期427-430,共4页

对反射光路中可能出现的两个反射镜之间的空间位置关系进行了分析。基于直角坐标系中的坐标变换原理,推导法线平面平行、法线平面垂直、法线空间垂直三种位置关系下反射镜组的光路模型,作为指导计算机辅助装调的模型依据。利用Matlab对... 对反射光路中可能出现的两个反射镜之间的空间位置关系进行了分析。基于直角坐标系中的坐标变换原理,推导法线平面平行、法线平面垂直、法线空间垂直三种位置关系下反射镜组的光路模型,作为指导计算机辅助装调的模型依据。利用Matlab对光路模型进行仿真,更直观的指导装调。 展开更多

关键词 计算机辅助装调 直角坐标变换 光路模型 MATLAB仿真

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拼接子镜系统计算机辅助装调研究 被引量：5

12

作者 姜震宇 李林 +1 位作者 黄一帆 杜宝林 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第7期1858-1861,共4页

为了提高拼接子镜系统的装调精确度,研究了拼接子镜系统的计算机辅助装调技术,分析了拼接子镜系统的计算机辅助装调模型,采用反向优化法编写程序求解系统失调量.以37项泽尼克系数作为评价函数.当粗调误差在0.7°以内时,完全可以精... 为了提高拼接子镜系统的装调精确度,研究了拼接子镜系统的计算机辅助装调技术,分析了拼接子镜系统的计算机辅助装调模型,采用反向优化法编写程序求解系统失调量.以37项泽尼克系数作为评价函数.当粗调误差在0.7°以内时,完全可以精确求解失调量.结果表明,求解结果准确度高,符合实际装调要求. 展开更多

关键词 分块子镜系统 计算机辅助装调 像差 波前 泽尼克系数 OSLO光学设计软件

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投影物镜小比率模型的计算机辅助装调 被引量：10

13

作者 赵阳 巩岩 《中国光学》 EI CAS 2012年第4期394-400,共7页

针对小比率模型光学系统光学元件数量较多,无法用每个补偿量去补偿对应失调量的问题,提出利用计算机辅助装调方法,通过建立系统的灵敏度矩阵找出偏心失调量和倾斜失调量的内在联系来缩小补偿量的选择范围。根据失调量敏感度的分析,提出... 针对小比率模型光学系统光学元件数量较多,无法用每个补偿量去补偿对应失调量的问题,提出利用计算机辅助装调方法,通过建立系统的灵敏度矩阵找出偏心失调量和倾斜失调量的内在联系来缩小补偿量的选择范围。根据失调量敏感度的分析,提出了只用4个补偿量补偿系统波像差的想法,并对所选补偿参量的补偿效果进行仿真,以此近一步验证想法的可行性。光学系统初装完成后,将实际测得的系统波像差以36项Fringe Zernike多项式的形式代入灵敏度矩阵,计算得到补偿参量的补偿值和移动方向,用驱动器实现像质补偿。实验结果表明:系统波像差(RMS)由50.864 nm提高到25.993 nm,优于技术指标要求,证明了所选的4个补偿量的正确性和有效性。 展开更多

关键词 计算机辅助装调 小像差光学系统 灵敏度矩阵 FRINGE ZERNIKE多项式

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计算机辅助装调的代理模型方法 被引量：9

14

作者 张东阁 傅雨田 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2013年第3期680-685,共6页

用代理模型实现了一个新的失调量求解方法,可在较大失调范围内进行更为准确的求解。首先分析了基于灵敏度矩阵方法求解失调量的原理和局限性,提出了使用代理模型求解失调量的设想。在代理模型方法中,设定光学元件各个自由度对应的失调范... 用代理模型实现了一个新的失调量求解方法,可在较大失调范围内进行更为准确的求解。首先分析了基于灵敏度矩阵方法求解失调量的原理和局限性,提出了使用代理模型求解失调量的设想。在代理模型方法中,设定光学元件各个自由度对应的失调范围,对各自由度失调量进行大量的蒙特卡洛仿真得到充足的样本模型。然后从样本模型中提取失调量和残余像差数据,其中残余像差数据用Zernike系数表示。对比三种不同的代理模型,选择用人工神经网络表示失调量与残余像差之间的非线性映射关系或统计关系。最后用一个离轴三反射系统模拟装调的例子,说明了如何建立代理模型,并根据当前系统的状态进行调整,表明了使用代理模型进行辅助装调的实用性和可靠性。 展开更多

关键词 计算机辅助装调 代理模型 人工神经网络 离轴三反射

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微缩投影系统的计算机辅助装调 被引量：2

15

作者 谢耀 于杰 +2 位作者 王丽萍 王辉 周烽 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第8期2103-2108,共6页

为了解决主次镜结构的微缩投影系统在计算机辅助装调过程中的补偿器耦合问题,实现补偿器的合理筛选,介绍了一种基于光学系统敏感矩阵奇异值分解的计算机辅助装调算法。建立了微缩投影系统装调模型,针对算法和模型开展了计算机辅助装调... 为了解决主次镜结构的微缩投影系统在计算机辅助装调过程中的补偿器耦合问题,实现补偿器的合理筛选,介绍了一种基于光学系统敏感矩阵奇异值分解的计算机辅助装调算法。建立了微缩投影系统装调模型,针对算法和模型开展了计算机辅助装调实验。用光学软件CODE V建立了光学系统模型,采用零位补偿器检测获得了非球面元件面形;基于灵敏度矩阵的分析结果指导微缩投影系统优化,并将优化后的结构参数作为系统光机结构机械装配和定位的基准。新建立的系统装调模型更接近实际装调过程,能更有效地指导装调,解决了补偿器间的耦合问题,加快了装调过程的收敛。最后,基于自行研发的高精度干涉仪完成了计算机辅助装调实验。实验显示系统波像差由46.39nmRMS收敛至20.73nmRMS,验证了装调算法和模型的准确性。 展开更多

关键词 微缩投影系统 集成装调 计算机辅助装调 敏感度矩阵 奇异值分解

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无焦压缩光路系统的计算机辅助装调方法 被引量：5

16

作者 岳鹏远 赵希婷 +1 位作者 赵振 万玉曦 《应用光学》 CAS CSCD 北大核心 2016年第4期607-611,共5页

为了解决随机成分多、调节灵敏度高的离轴反射式系统的精确装调问题,介绍了干涉测量与计算机优化技术相结合的方法,建立了各元件失调量与初级像差之间的关系,以及元件间的像差相互补偿关系,通过干涉测量采集系统全视场的波前差,反向优... 为了解决随机成分多、调节灵敏度高的离轴反射式系统的精确装调问题,介绍了干涉测量与计算机优化技术相结合的方法,建立了各元件失调量与初级像差之间的关系,以及元件间的像差相互补偿关系,通过干涉测量采集系统全视场的波前差,反向优化得到各元件的失调量,在波长为632.8nm时,无焦压缩光路系统全视场平均出射波前优于RMS0.055λ,压缩比误差小于5‰,实现了无焦压缩光路系统高精度、高效率的装调。 展开更多

关键词 遥感 计算机辅助装调 无焦压缩光路系统 灵敏度矩阵

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光学系统计算机辅助装调(CAA)机理的研究 被引量：10

17

作者 林妩媚 《光电工程》 CAS CSCD 1999年第S1期49-52,共4页

文章对光学系统加工装调中影响象质的各种误差来源进行了分析，并对误差互补的可行性进行计算机模拟。从模拟的结果看，光学元件之间误差具有互补性，它使得计算机辅助装调成为可能。计算机辅助装调的方法步骤在文中作了详细的描述。

关键词 计算机辅助装调 光学系统 误差补偿 象质

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基于DWC波前检测的计算机辅助装调技术 被引量：1

18

作者 刘琳 王洋 张兴德 《激光与红外》 CAS CSCD 北大核心 2013年第4期428-432,共5页

计算机辅助装调(CAA)技术是提升高精度、复杂离轴光学系统成像质量的有效手段。介绍了计算机辅助装调技术发展背景及现状,总结了用于计算机辅助装调技术的光学检测手段及优化方法。介绍了一种基于高分辨率波前传感器(DWC)的计算机辅助... 计算机辅助装调(CAA)技术是提升高精度、复杂离轴光学系统成像质量的有效手段。介绍了计算机辅助装调技术发展背景及现状,总结了用于计算机辅助装调技术的光学检测手段及优化方法。介绍了一种基于高分辨率波前传感器(DWC)的计算机辅助装调技术,建立了数学模型。这个模型包含光学系统出瞳波面像差获取、失调光学系统的失调量计算及系统像差表示三个方面的内容。最后,对模型进行了数值仿真试验,通过对比系统装调前后的结果,验证了该方法的理论可行性。 展开更多

关键词 计算机辅助装调技术 离轴反镜光学系统 泽尼克多项式 波前检测

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主动随机送风条件下大口径离轴三反光学系统的计算机辅助装调 被引量：7

19

作者 罗敬 王金鑫 +10 位作者 鞠国浩 尤晨旭 刘奕辰 徐天晓 李成浩 姜成强 马铭泽 何煦 张晓辉 董吉洪 徐抒岩 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第7期802-812,共11页

气流扰动是决定大口径、长焦距光学系统波前检测精度的重要因素,进而影响光学系统装调的效率和质量。针对该问题,提出采取主动随机送风来抑制气流扰动对波前检测的影响。实验结果表明,通过主动随机送风,可以提高系统波前检测的稳定性,Ze... 气流扰动是决定大口径、长焦距光学系统波前检测精度的重要因素,进而影响光学系统装调的效率和质量。针对该问题,提出采取主动随机送风来抑制气流扰动对波前检测的影响。实验结果表明,通过主动随机送风,可以提高系统波前检测的稳定性,Zernike系数测量结果标准差由0.04降低到0.01以下。进一步地,在主动随机送风条件下完成了一个0.5 m有效通光口径,6 m焦距的离轴三反消像散光学系统的计算机辅助装调。经过两轮迭代,系统波像差RMS平均值由0.49λ降低到0.086λ,满足系统像质要求。通过主动随机送风可以有效地抑制气流扰动对大口径、长焦距光学系统波前检测的影响,从而为计算机辅助装调提供稳定、正确的波前数据,提高了系统装调的效率和质量,这对于研制大口径光学系统具有重要意义。 展开更多

关键词 计算机辅助装调 离轴三反光学系统 主动随机送风 大口径光学系统 气流扰动

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面向装配过程的精密光学系统计算机辅助装调技术 被引量：6

20

作者 薛晓光 李国喜 +1 位作者 龚京忠 吴宝中 《计算机集成制造系统》 EI CSCD 北大核心 2011年第10期2163-2170,共8页

在光学自动设计模型中引入机械结构和装配工艺约束,建立了面向装配过程的精密光学系统计算机辅助装调数学模型,探讨了该模型的求解方法。以光学设计软件ZEMAX为基础运算模块,独立开发了数据处理模块、失调量解算模块、优化变量选择模块... 在光学自动设计模型中引入机械结构和装配工艺约束,建立了面向装配过程的精密光学系统计算机辅助装调数学模型,探讨了该模型的求解方法。以光学设计软件ZEMAX为基础运算模块,独立开发了数据处理模块、失调量解算模块、优化变量选择模块、方案输出模块,形成了一套完整的面向装配过程的计算机辅助装调软件系统。通过集成产品的结构设计模型并进行数据映射,建立了产品的装调工艺模型,通过对装调工艺参数进行灵敏度和相关性分析,并结合机械结构和装配工艺确定辅助装调优化变量。在实际装调过程中,以系统的像差为评价函数,以灵敏度高、相关性好的装调工艺参数为优化变量,利用计算机强大的计算功能,自动寻找最优的辅助装调工艺参数,定量指导技师的装调。利用该软件对某红外探测光学系统进行辅助装调,该光学系统的传递函数由44.9%提高到64.1%,验证了该方法的有效性和可行性。 展开更多

关键词 计算机辅助装调 装配过程 光学系统机械结构 装配工艺约束 软件系统

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