非球面光学面形检测仪

３１６　西安工业大学学报　第２７卷　扫面标与　Ｔｈｅ　Ｒｅｓｅａｒｃｈ　ｏｎ　Ｆｕｚｚｙ　Ｓｅｌｆ－ａｄｊ　ｕｓｔｉｎｇ　ＰＩＤ　Ｃｏｎｔｒｏｌ　ｏｆ　Ａｉｒｂｏｒｎｅ　Ｅｌｅｃｔｒｏ—ｏｐｔｉｃａｌ　Ｐｏｉｎｔｉｎｇ　ａｎｄ　Ｔｒａｃｋｉｎｇ　Ｓｙｓｔｅｍｓ　ＧＡＯＳｏｎｇ，ＺＨＵＦｅｎｇ，ＸＩＡＯＱｉｎ—ｋｕｎ，ＨＥＮｉｎｇ　（１．Ｓｃｈｏｏｌ　ｏｆ　Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ　ａｎｄ　Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｘｉ’ａｎ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｃａｌ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｘｉ’ａｎ　７１００３２，Ｃｈｉｎａ；　２．Ｓｃｈｏｏｌ　ｏｆ　Ａｕｔｏｍａｔｉｏｎ，Ｎｏｒｔｈｗｅｓｔｅｒｎ　Ｐｏｌｙｔｅｃｈｎｉｃａｌ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｘｉ’ａｎ　７１００７２，Ｃｈｉｎａ）　Ａｂｓｔｒａｃｔ：　Ｉｎ　ｏｒｄｅｒ　ｔｏ　ｉｍｐｒｏｖｅ　ｔｈｅ　ｃｏｎｔｒｏｌ　ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ　ｏｆ　ａｉｒｂｏｒｎｅ　ｅｌｅｃｔｒｏ—ｏｐｔｉｃａｌ　ｐｏｉｎｔｉｎｇ　ａｎｄ　ｔｒａｃｋｉｎｇ　ｓｙｓｔｅｍｓ，ａ　ｎｅｗ　ａｌｇｏｒｉｔｈｍ，ｆｕｚｚｙ　ｓｅｌｆ—ａｄｊ　ｕｓｔｉｎｇ　ＰＩＤ　ｃｏｎｔｒｏｌ，ｉｓ　ｐｒｅｓｅｎｔｅｄ．Ｔｈｅ　ａｌｇｏｒｉｔｈｍ　ｃｏｍｂｉｎｅｓ　ａ　ｎｅｗ　ｆｕｚｚｙ　ｃｏｎｔｒｏｌ　ａｌｇｏｒｉｔｈｍ　ｗｉｔｈ　ｃｌａｓｓｉｃ　ＰＩＤ　ｃｏｎｔｒｏｌ　ａｌｇｏｒｉｔｈｍ　ａｎｄ　ｇｒｅａｔｌｙ　ｉｍｐｒｏｖｅｓ　ｔｈｅ　ｄｙｎａｍｉｃ　ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ　ｏｆ　ｔｈｅ　ａｉｒｂｏｒｎｅ　ｅｌｅｃｔｒｏ—ｏｐｔｉｃａｌ　ｐｏｉｎｔｉｎｇ　ａｎｄ　ｔｒａｃｋｉｎｇ　ｓｙｓｔｅｍｓ　ｗｈｉｌｅ　ｋｅｅｐｉｎｇ　ｔｈｅ　ｓｙｓｔｅｍａｔｉｃ　ｐｒｅｃｉｓｉｏｎ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｏｒｉｇｉｎａｌ　ｓｙｓｔｅｍ．Ｔｈｅ　ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ　ｒｅｓｕｌｔｓ　ｉｎｄｉｃａｔｅ　ｔｈａｔ　ｔｈｅ　ａｌｇｏｒｉｔｈｍ　ｉｓ　ｆａｓｔ　ｉｎ　ｒｅｓｐｏｎｓｅ．１ＯＷ　ｉｎ　ｏｖｅｒｓｈｏｏｔ　ａｎｄ　ｒｏｂｕｓｔ　ｉｎ　ｄｉｓｔｕｒｂａｎｃｅ　ａｎｄ　ｈａｓ　ｐｒｅｆｅｒａｂｌｅ　ｃｏｎｔｒｏｌ　ｃａｐａｂｉｌｉｔｙ　ｔｈａｎ　ｃｌａｓｓｉｃ　ＰＩＤ　ｃｏｎｔｒｏｌ　ａｌｇｏｒｉｔｈｍ．　Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：　ａｉｒｂｏｒｎｅ　ｅｌｅｃｔｒｏ～ｏｐｔｉｃａｌ　ｐｏｉｎｔｉｎｇ　ａｎｄ　ｔｒａｃｋｉｎｇ　ｓｙｓｔｅｍｓ；ｓｅｒｖｏ　ｃｏｎｔｒｏｌ　ｓｙｓｔｅｍ；　ｆｕｚｚｙ　ｓｅｌｆ—ａｄｊ　ｕｓｔｉｎｇ；ＰＩＤ　ｃｏｎｔｒｏｌ　（责任编辑、校对苗静）　’’　。’　’　’＋　＋’　＋’’＋“＋“＋　＋‘’＋。　＋・・＋“＋・・＋・・＋一＋・・＋・・＋一十・・＋・・＋・・＋・・＋・・＋一＋・・＋・・＋・・＋一＋・・＋・・＋・・＋・・＋”＋”＋・．＋．．＋．．＋一＋”＋．－＋一＋　＋　｛简……’讯｛　’　…，。。　非球面光学面形检测仪　该仪器采用相移式横向剪切干涉技术，一种数字波面测试技术．其原理是将相干两个剪　切波面中的一个波面作阶梯式或连续变化，从而使干涉场中的干涉条纹作阶梯式或连续式　描，用ＣＣＤ相机获取干涉场中各点的光强，利用图像中各点光强的变化关系，求出被测波　的位相信息或波面面形．由于横向剪切干涉技术是利用被测波面自身实现干涉的，不需要　准的参考面，测试装置简单、测量速度快、测量精度高，且可以实时对剪切干涉图进行采集　处理，得到被测原始波面的信息．　由西安工业大学研制的该测量仪器适合测量非球面度不高的光学非球面面形，如抛物　面、椭球面、双曲　面等二次曲面或其他高次曲面的非球面镜，克服了过去用刀口阴影检验不　能检验高次曲面　、只能定性不能定量及被检工件中部有检验盲区的不足，是国内开发的首台　非球面面形检测仪器．其主要技术指标：①面形检测精度０．１　ｍ；②测量范围，顶点曲率半　径凹面Ｒ：０￣３６０　ｍｍ，凸面Ｒ：０￣１００　ａｒｍ；③工件直径：凹面０￣１９０　ｍｉｔｔ；凸面０～５０　ｍｉｔｔ．　同时还可应用于光学非球面元件生产线上快速测量非球面模具及非球面透镜面形的重构．　该测量仪器解决了部分光学非球面面形测量问题，填补了国内在非球面测量仪器领　的空白，为促进光学非球面的发展提供了保证，对国内整个光电技术的发展起着积极的推　作用．光学非球面测试仪在兵器工业部２０５所已成功应用于实际测量，同时还可以应用于光　学、光电仪器的设计、加工和研究等领域．　（苗静）