高压放大器在单电极横向压电变形镜中的应用

实验名称：变形镜驱动器应变与镜面位移测试实验

测试设备：变形镜、高压放大器、波面干涉仪、基恩士激光位移传感器和实时仿真系统。

图1：粘接应变花的单电极变形镜

实验过程：

搭建了横向压电变形镜面形和镜面位移测试系统，在开环状态下，dSPACE输出信号参考信号ur(t)，经高压放大器进行放大，作为变形镜输入信号，驱动变形镜运动。闭环状态下，经应变放大器放大的应变花信号S(t)与ur(t)进行比较，MATLAB/Simulink的PID控制器进行相应的控制[133]，输出信号为uc(t)。波面干涉仪可测试变形镜镜面的变形。利用MATLAB将应变数据S(t)带入预测模型进行计算，与实测的面形进行对比，得到模型的预测精度。同时，镜面的最大变形量信号x(t)通过位移传感器由dSPACE采集，可进行非线性误差校正实验。

图2：集成应变反馈层的单电极变形镜测试系统

实验结果：

图3：变形镜驱动器应变和镜面位移测试

上图是零输入状态下应变测试结果。在短时间内应变花每一片的应变均在±1με内。这种波动主要由放大器中的噪声干扰所致，属于系统误差范围。上图(b)是电极通100V状态下得到的应变花反馈的应变，测试时间5min。加载阶跃信号前后应变花的三片变化状态一致，应变平均值分别为34.20με、35.78με与34.65με，三者之间误差最大只有0.58με。这表明应变花每一片反馈的应变较为均匀，应变花的粘接位置对称性较好。蠕变过程的爬升量较小，稳定后的波动范围在3με之内，体现了应变花的长时稳定性。上图(c)是位移传感器测得的镜面中心位置的位移信号，PV值约为2.50μm，且同应变的变化过程一致。

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审核编辑 黄宇