大型非球面鏡拋光過程智能控制策略研究.pdf

1、球面光學零件具有校正像差、改善像質(zhì)、擴大視場和增大作用距離的優(yōu)點，同時還能夠減輕系統(tǒng)重量、減小占用空間，因此在現(xiàn)代光學系統(tǒng)中具有廣泛的應用。非球面拋光作為大型非球面加工的一個不可或缺的階段，其加工精度與表面質(zhì)量直接影響到非球面加工的總體效率。隨著光學系統(tǒng)性能要求的不斷增長，對非球面光學零件口徑、相對口徑、加工精度、輕量化程度、加工效率和生產(chǎn)成本等方面都提出了更高的要求。
　　 計算機控制應力盤拋光技術(shù)是大型非球面鏡加工制造的新近

2、發(fā)展起來的一項新技術(shù)。應力盤能夠根據(jù)相對鏡面位置和旋轉(zhuǎn)角度的變化，能動的改變盤的面形使其成為一個離軸非球面，實時動態(tài)的變形以適配大型非球面鏡面形。能動應力盤拋光具有平滑中、高頻差的趨勢，可以很好地控制中、高頻差的出現(xiàn),有效地提高了加工效率，磨制出光滑的表面和良好的邊緣效果。計算機控制的應力盤有其優(yōu)勢，但是在制作大型非球面也有一些難點問題有待解決，如應力盤模型的不確定性、高度非線性以及光學加工高性能要求，尤其是深度的離軸非球面性等問題。<

3、br>　　 本論文研究工作的主要任務針對應力盤拋光過程的建模與控制問題，建立準確可靠的拋光盤模型及相應的智能控制策略，使應力盤技術(shù)得以完善，提高我國大中型非球面光學零件的加工能力。論文的研究工作包括以下幾個部分:
　　 ①介紹非球面的需求、光學系統(tǒng)中使用非球面的重要性及發(fā)展趨勢，闡明本論文的研究背景以及國內(nèi)外非球面制造的相關(guān)技術(shù)。
　　 ②分析本文研究對象應力盤加工的基本原理和技術(shù)路線，給出應力盤結(jié)構(gòu)特征，提出應力盤面

4、形檢測方法。
　　 ③研究應力盤系統(tǒng)實驗輸入輸出數(shù)據(jù)的關(guān)系，分析各變量間的相關(guān)性。為建立測量反應面形變化量與驅(qū)動器輸出力之間關(guān)系的神經(jīng)網(wǎng)絡模型打下了基礎。
　　 ④運用智能控制的理論和方法，結(jié)合應力盤控制的特征，提出一種面向多變量系統(tǒng)的模糊神經(jīng)網(wǎng)絡智能控制方案。
　　 ⑤設計出應力盤智能控制系統(tǒng)，提出基于神經(jīng)網(wǎng)絡的應力盤面形表征模型，能夠?qū)崟r的動態(tài)反映應力盤的變形，用于計算機控制應力盤拋光工藝過程。通過微位移傳感

5、器陣列檢測獲得的面形數(shù)據(jù)來直接訓練神經(jīng)網(wǎng)絡模型，建立應力盤驅(qū)動力與應力盤面面形變化之間關(guān)系的模型，并對所建立模型進行仿真，對各種驅(qū)動力仿真應力盤面形變化對比分析。
　　 ⑥在研究在非球面光學鏡面拋光過程中應力盤面形的變化，分析應力盤驅(qū)動力和面形之間的關(guān)系的基礎上，建立基于模糊神經(jīng)網(wǎng)絡的面形控制系統(tǒng)。并通過微位移傳感器陣列檢測獲得形數(shù)據(jù)來直接訓練神經(jīng)網(wǎng)絡模型，并對模型進行對比仿真實驗。
　　 ⑦在已設計出應力盤智能控制系統(tǒng)