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實(shí)驗(yàn)名稱：變形鏡驅(qū)動器應(yīng)變與鏡面位移測試實(shí)驗(yàn)
測試設(shè)備：變形鏡、高壓放大器、波面干涉儀、基恩士激光位移傳感器和實(shí)時仿真系統(tǒng)。
圖1：粘接應(yīng)變花的單電極變形鏡
實(shí)驗(yàn)過程：
搭建了橫向壓電變形鏡面形和鏡面位移測試系統(tǒng)，在開環(huán)狀態(tài)下，dSPACE輸出信號參考信號ur(t)，經(jīng)高壓放大器進(jìn)行放大，作為變形鏡輸入信號，驅(qū)動變形鏡運(yùn)動。閉環(huán)狀態(tài)下，經(jīng)應(yīng)變放大器放大的應(yīng)變花信號S(t)與ur(t)進(jìn)行比較，MATLAB/Simulink的PID控制器進(jìn)行相應(yīng)的控制[133]，輸出信號為uc(t)。波面干涉儀可測試變形鏡鏡面的變形。利用MATLAB將應(yīng)變數(shù)據(jù)S(t)帶入預(yù)測模型進(jìn)行計(jì)算，與實(shí)測的面形進(jìn)行對比，得到模型的預(yù)測精度。同時，鏡面的最大變形量信號x(t)通過位移傳感器由dSPACE采集，可進(jìn)行非線性誤差校正實(shí)驗(yàn)。
圖2：集成應(yīng)變反饋層的單電極變形鏡測試系統(tǒng)
實(shí)驗(yàn)結(jié)果：
圖3：變形鏡驅(qū)動器應(yīng)變和鏡面位移測試
上圖是零輸入狀態(tài)下應(yīng)變測試結(jié)果。在短時間內(nèi)應(yīng)變花每一片的應(yīng)變均在±1με內(nèi)。這種波動主要由放大器中的噪聲干擾所致，屬于系統(tǒng)誤差范圍。上圖(b)是電極通100V狀態(tài)下得到的應(yīng)變花反饋的應(yīng)變，測試時間5min。加載階躍信號前后應(yīng)變花的三片變化狀態(tài)一致，應(yīng)變平均值分別為34.20με、35.78με與34.65με，三者之間誤差最大只有0.58με。這表明應(yīng)變花每一片反饋的應(yīng)變較為均勻，應(yīng)變花的粘接位置對稱性較好。蠕變過程的爬升量較小，穩(wěn)定后的波動范圍在3με之內(nèi)，體現(xiàn)了應(yīng)變花的長時穩(wěn)定性。上圖(c)是位移傳感器測得的鏡面中心位置的位移信號，PV值約為2.50μm，且同應(yīng)變的變化過程一致。
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