大型非球面鏡拋光過(guò)程智能控制策略研究.pdf

1、球面光學(xué)零件具有校正像差、改善像質(zhì)、擴(kuò)大視場(chǎng)和增大作用距離的優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)還能夠減輕系統(tǒng)重量、減小占用空間，因此在現(xiàn)代光學(xué)系統(tǒng)中具有廣泛的應(yīng)用。非球面拋光作為大型非球面加工的一個(gè)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(xué)系統(tǒng)性能要求的不斷增長(zhǎng)，對(duì)非球面光學(xué)零件口徑、相對(duì)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(jì)算機(jī)控制應(yīng)力盤(pán)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(lái)的一項(xiàng)新技術(shù)。應(yīng)力盤(pán)能夠根據(jù)相對(duì)鏡面位置和旋轉(zhuǎn)角度的變化，能動(dòng)的改變盤(pán)的面形使其成為一個(gè)離軸非球面，實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)的變形以適配大型非球面鏡面形。能動(dòng)應(yīng)力盤(pán)拋光具有平滑中、高頻差的趨勢(shì)，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(jì)算機(jī)控制的應(yīng)力盤(pán)有其優(yōu)勢(shì)，但是在制作大型非球面也有一些難點(diǎn)問(wèn)題有待解決，如應(yīng)力盤(pán)模型的不確定性、高度非線性以及光學(xué)加工高性能要求，尤其是深度的離軸非球面性等問(wèn)題。<

3、br>　　 本論文研究工作的主要任務(wù)針對(duì)應(yīng)力盤(pán)拋光過(guò)程的建模與控制問(wèn)題，建立準(zhǔn)確可靠的拋光盤(pán)模型及相應(yīng)的智能控制策略，使應(yīng)力盤(pán)技術(shù)得以完善，提高我國(guó)大中型非球面光學(xué)零件的加工能力。論文的研究工作包括以下幾個(gè)部分:
　　 ①介紹非球面的需求、光學(xué)系統(tǒng)中使用非球面的重要性及發(fā)展趨勢(shì)，闡明本論文的研究背景以及國(guó)內(nèi)外非球面制造的相關(guān)技術(shù)。
　　 ②分析本文研究對(duì)象應(yīng)力盤(pán)加工的基本原理和技術(shù)路線，給出應(yīng)力盤(pán)結(jié)構(gòu)特征，提出應(yīng)力盤(pán)面

4、形檢測(cè)方法。
　　 ③研究應(yīng)力盤(pán)系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)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(cè)量反應(yīng)面形變化量與驅(qū)動(dòng)器輸出力之間關(guān)系的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型打下了基礎(chǔ)。
　　 ④運(yùn)用智能控制的理論和方法，結(jié)合應(yīng)力盤(pán)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(luò)智能控制方案。
　　 ⑤設(shè)計(jì)出應(yīng)力盤(pán)智能控制系統(tǒng)，提出基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)力盤(pán)面形表征模型，能夠?qū)崟r(shí)的動(dòng)態(tài)反映應(yīng)力盤(pán)的變形，用于計(jì)算機(jī)控制應(yīng)力盤(pán)拋光工藝過(guò)程。通過(guò)微位移傳感

5、器陣列檢測(cè)獲得的面形數(shù)據(jù)來(lái)直接訓(xùn)練神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型，建立應(yīng)力盤(pán)驅(qū)動(dòng)力與應(yīng)力盤(pán)面面形變化之間關(guān)系的模型，并對(duì)所建立模型進(jìn)行仿真，對(duì)各種驅(qū)動(dòng)力仿真應(yīng)力盤(pán)面形變化對(duì)比分析。
　　 ⑥在研究在非球面光學(xué)鏡面拋光過(guò)程中應(yīng)力盤(pán)面形的變化，分析應(yīng)力盤(pán)驅(qū)動(dòng)力和面形之間的關(guān)系的基礎(chǔ)上，建立基于模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的面形控制系統(tǒng)。并通過(guò)微位移傳感器陣列檢測(cè)獲得形數(shù)據(jù)來(lái)直接訓(xùn)練神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型，并對(duì)模型進(jìn)行對(duì)比仿真實(shí)驗(yàn)。
　　 ⑦在已設(shè)計(jì)出應(yīng)力盤(pán)智能控制系統(tǒng)