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题名:
基于随机并行梯度下降算法的像清晰化技术研究
作者: 梁钰
学位类别: 硕士
答辩日期: 2011-05
授予单位: 中国科学院研究生院
授予地点: 北京
导师: 黄永梅
关键词: 自由空间激光通信 ; 随机并行梯度下降算法 ; 像清晰化技术
学位专业: 检测技术及自动化装置
中文摘要: 自由空间激光通信作为一种新的通信技术,具备保密性和抗电磁干扰能力强,信息容量大、功耗小、轻巧方便等优点,在星地通信、地面中短距离宽带通信及军事通信领域都有着广泛的应用和发展前景。自由空间激光通信的传输介质为大气,容易受到大气湍流的干扰,造成闪烁现象,降低成像质量和光束质量。无波前传感器的像清晰化技术能够降低系统复杂性,并得到接近理想的校正效果,已被证明适合用于补偿大气湍流扰动。随机并行梯度下降(SPGD)算法已被证明是一种较为有效的像清晰化系统控制算法,具有不依赖波前传感器直接对系统性能指标进行优化的特点,已成为当前的研究热点。
本文对基于SPGD控制算法的像清晰化技术进行了数值仿真,建立了基于SPGD控制算法的像清晰化实验平台,研究了SPGD控制算法收敛性、参数优化、迭代速度优化等问题,提出了相应的改进方法。
首先对基于SPGD控制算法的像清晰化技术进行仿真,分析了SPGD控制算法对波前像差的校正效果、控制参数对算法收敛速度和稳定性的影响。基于52单元变形镜(DM)建立了随机并行梯度下降控制算法的像清晰化实验平台,通过实验室静态像差的校正实验,分析了实验平台中各个部分对算法收敛速度的影响,提出了实验改进方法;采用液晶空间光调制器作为波前校正器单元进行静态像差校正,证明了该器件在波前校正技术中的有效性,分析了液晶空间光调制器在动态像差校正中存在的缺陷。研究了算法增益系数和扰动幅度对校正效果和收敛速度的影响,提出了一种参数自适应优化的方法。该方法扩展了参数取值范围,提高算法收敛速度的同时具有较好的收敛稳定性。对实际望远镜系统的静态像差进行了校正,对青海湖地区大气湍流扰动进行采集和分析,估计了青海湖地区大气条件下系统所需带宽。
语种: 中文
内容类型: 学位论文
URI标识: http://ir.ioe.ac.cn/handle/181551/579
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梁钰. 基于随机并行梯度下降算法的像清晰化技术研究[D]. 北京. 中国科学院研究生院. 2011.
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