超大口径弯月镜支撑点布局-刚度-校正力联合优化

• 作者: 习兴华 关英俊 张超杰 胡海飞
• 来源期刊: 光电工程
• 学科: 工学
• 关键词: 布局优化 主动光学 液压Whiffletree 刚度差异 原位支撑
• 年，卷（期）: 2020,（8）
• 所属期刊栏目: 科研论文
• 页码范围: 89-96
• 页数: 8页
• 分类号: TH751|TH74
• 字数: 4289字
• 语种: 中文
• DOI: 10.12086/oee.2020.190551

摘要

在超大口径原位加工与检测中,目前多采用被动式Whiffletree液压支撑系统(原位支撑),而该类支撑单元的轴向刚度存在较大差异性,会显著影响轻薄型反射镜的面形精度.为解决这一问题,研究了主动型原位支撑的支点布局、单元刚度和主动校正力的联合优化方法.首先,针对支撑单元刚度差异,提出了支撑刚度、支点位置的分级布局优化方法,获得了支撑系统的初始优化解;其次,结合模式定标法和最小二乘法,进行了支撑点主动力校正,以获得支撑面形的最终优化解;最后,结合具体案例的数字仿真试验,验证了方法的有效性.结果表明:对于4 m弯月型轻薄反射镜,仅被动支撑下,分级布局优化后,60点方案面形精度RMS值由150.6 nm减少到32.9 nm,78点方案面形精度RMS值由45.2 nm减少到22.6 nm,优化效果显著;进一步经主动校正后,60点方案和78点方案面形精度RMS值分别为14.6 nm和6.9 nm,均满足面形精度RMS值小于λ/40(λ=632.8 nm)的指标要求;最终选取60点轴向支撑方案.通过对支点布局、支撑刚度和校正力进行联合优化,可以大幅增加原位支撑系统的适用性、灵活性,降低实施难度.

作者信息

序号	姓名	单位	发文数	被引次数	H指数	G指数
1	关英俊	长春工业大学机电工程学院	43	487	13.0	20.0
2	胡海飞	中国科学院长春光学精密机械与物理研究所	6	24	3.0	4.0
4	习兴华	长春工业大学机电工程学院	2	1	1.0	1.0
5	张超杰	长春工业大学机电工程学院	2	1	1.0	1.0