变形镜的重力补偿方法、装置及电子设备与流程

本技术属于光学机械，尤其涉及一种变形镜的重力补偿方法、装置及电子设备。

背景技术：

1、目前为了变形镜在受到重力作用时提供相应的变形补偿，通常采用压弯施力机构或支撑机构对可压弯变形镜面形进行重力补偿。但现有技术需要耗费大量时间进行工程阶段的微调测试，且调试后的补偿力矩的状态参数与理论状态参数存在较大偏差。

2、现有技术存在需要耗费大量时间进行微调，且调试后的补偿力矩的状态参数与理论状态参数存在较大偏差。

技术实现思路

1、本技术实施例提供了一种变形镜的重力补偿方法、装置及电子设备，可以解决需要耗费大量时间进行微调，且调试后的补偿力矩的状态参数与理论状态参数存在较大偏差的问题。

2、第一方面，本技术实施例提供了一种变形镜的重力补偿方法，包括：

3、获取变形镜的物理参数、沿镜面长度方向的多个位置坐标、补偿端头固定力、中间变量及中间变量初始值，其中，所述中间变量表征重力补偿与重力载荷集度及镜面长度的关联关系；

4、基于所述物理参数、各所述位置坐标、补偿端头弯曲力矩、所述补偿端头固定力、所述中间变量及所述中间变量初始值，对补偿斜率误差计算式进行迭代计算直至满足预设迭代条件，确定所述重力补偿的最优解，其中，补偿斜率误差表征对镜子进行重力补偿后的镜面面形的斜率误差；

5、基于所述重力补偿的最优解，对变形镜的重力进行支撑补偿。

6、在其中一个实施例中，所述物理参数包括镜面长度、端头吞噬长度、重力载荷集度、弹性模量、镜子横截面对中性轴的惯性矩；

7、基于所述物理参数、各所述位置坐标、所述补偿端头弯曲力矩、所述补偿端头固定力、所述中间变量及中间变量初始值，对补偿斜率误差计算式进行迭代计算直至满足预设迭代条件，确定所述重力补偿的最优解，包括：

8、基于所述镜面长度、所述端头吞噬长度、所述重力载荷集度、所述弹性模量、所述惯性矩、各所述位置坐标、所述补偿端头弯曲力矩、所述补偿端头固定力及所述中间变量，确定补偿斜率误差与各所述位置坐标对应关系的所述补偿斜率误差计算式；

9、基于满足预设变量条件的所述补偿斜率误差和所述中间变量初始值，确定与所述中间变量对应的中间变量梯度值，其中，所述中间变量初始值为所述中间变量的预设初始值；

10、基于满足预设变量条件的所述补偿斜率误差和所述中间变量初始值，确定所述中间变量对应的中间变量梯度值；

11、若所述中间变量梯度值的虚部为零，确定所述中间变量梯度值的梯度下降方向为搜索方向；

12、基于所述搜索方向对所述补偿斜率误差计算式进行迭代计算直至满足所述预设迭代条件，确定所述重力补偿的最优解。

13、在其中一个实施例中，基于所述镜面长度、所述端头吞噬长度、所述重力载荷集度、所述弹性模量、所述惯性矩、各所述位置坐标、所述补偿端头弯曲力矩、所述补偿端头固定力及所述中间变量，确定补偿斜率误差与各所述位置坐标对应关系的所述标准补偿斜率误差计算式，包括：

14、基于所述镜面长度、所述端头吞噬长度、所述重力载荷集度、所述弹性模量、所述惯性矩、各所述位置坐标、所述补偿端头弯曲力矩、所述补偿端头固定力及所述中间变量，确定补偿斜率误差与各所述位置坐标对应关系的补偿斜率误差计算式；

15、基于所述补偿斜率误差计算式和积分均方根斜率误差计算式，确定所述标准补偿斜率误差计算式。

16、在其中一个实施例中，若所述重力补偿为2点支撑重力补偿，所述中间变量包括第一中间变量、第二中间变量、第三中间变量，所述中间变量最优解包括第一中间变量最优解、第二中间变量最优解及第三中间变量最优解，所述第一中间变量表征所述补偿端头弯曲力矩与所述重力载荷集度及所述镜面长度的平方的对应关系的中间变量，所述第二中间变量表征支撑力与所述重力载荷集度及所述镜面长度的对应关系的中间变量，所述第三中间变量表征支撑位置与所述镜面长度的对应关系的中间变量；

17、基于所述搜索方向对所述补偿斜率误差计算式进行迭代计算直至满足预设迭代条件，确定所述重力补偿的最优解，包括：

18、基于所述搜索方向对所述补偿斜率误差计算式根据预设步长进行迭代计算直至满足所述预设迭代条件，确定中间变量最优解；

19、基于所述第一中间变量最优解、所述第二中间变量最优解及所述第三中间变量最优解，确定所述重力补偿的最优解。

20、在其中一个实施例中，所述重力补偿的最优解包括所述补偿端头弯曲力矩的最优解、所述支撑力的最优解及所述支撑位置的最优解；

21、基于所述第一中间变量最优解、所述第二中间变量最优解及所述第三中间变量最优解，确定所述重力补偿的最优解，包括：

22、基于所述第一中间变量最优解、所述重力载荷集度及所述镜面长度，确定所述补偿端头弯曲力矩的最优解；

23、基于所述第二中间变量最优解、所述重力载荷集度及所述镜面长度，确定所述支撑力的最优解；

24、基于所述第三中间变量最优解和所述镜面长度，确定所述支撑位置的最优解。

25、在其中一个实施例中，所述补偿斜率误差计算式为：

26、

27、其中，δθ2(x)为所述补偿斜率误差；q为所述重力载荷集度；

28、e为所述弹性模量；i为所述惯性矩；

29、l为所述镜面长度；l0为所述端头吞噬长度；

30、r为所述第一中间变量；s为所述第二中间变量；

31、t为所述第三中间变量；b为所述支撑位置，表示支撑点偏离镜面中心的长度；x为沿镜面长度方向的各所述位置坐标。

32、在其中一个实施例中，所述预设变量条件为所述第一中间变量最优解小于镜面长度变量阈值，且所述第一中间变量最优解小于或者等于端头中间变量。

33、在其中一个实施例中，预设迭代条件包括所述中间变量梯度值的范数小于或者等于最小容差或者迭代次数等于最大迭代次数。

34、第二方面，本技术实施例提供了一种变形镜的重力补偿装置，包括：

35、获取模块，用于获取变形镜的物理参数、沿镜面长度方向的多个位置坐标、补偿端头固定力、中间变量及中间变量初始值，其中，所述中间变量表征重力补偿与重力载荷集度及镜面长度的关联关系；

36、确定模块，用于基基于所述物理参数、各所述位置坐标、补偿端头弯曲力矩、所述补偿端头固定力、所述中间变量及所述中间变量初始值，对补偿斜率误差计算式进行迭代计算直至满足预设迭代条件，确定所述重力补偿的最优解，其中，补偿斜率误差表征对镜子重力补偿后的镜面面形的斜率误差；

37、补偿模块，用于基于所述重力补偿的最优解，对变形镜的重力进行支撑补偿。

38、第三方面，本技术实施例提供了一种电子设备，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现如上述第一方面内容中任一项所述的方法。

39、第四方面，本技术实施例提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如上述第一方面内容中任一项所述的方法。

40、第五方面，本技术实施例提供了一种计算机程序产品，当计算机程序产品在电子设备上运行时，使得电子设备执行上述第一方面内容中任一项所述的方法。

41、可以理解的是，上述第二方面至第五方面的有益效果可以参见上述第一方面内容中的相关描述，在此不再赘述。

42、本技术实施例与现有技术相比存在的有益效果是：

43、本技术的变形镜的重力补偿方法通过获取变形镜的物理参数、沿所述镜面长度方向的多个位置坐标、补偿端头弯曲力矩、补偿端头固定力、中间变量及中间变量初始值形成补偿斜率误差与各位置坐标对应关系的补偿斜率误差计算式，其中，中间变量表征重力补偿与重力载荷集度及镜面长度的关联关系；再对补偿斜率误差计算式进行迭代计算直至满足预设迭代条件，从而确定重力补偿的最优解，其中，补偿斜率误差表征对镜子重力补偿后的镜面面形的斜率误差；由于根据求取的重力补偿的最优解，再对变形镜的重力进行支撑补偿，从而极大地降低了进行工程阶段的微调测试时间，且降低了调试后的补偿力矩的状态参数与理论状态参数的偏差，降低了对变形镜重力进行补偿的复杂度，提高了对变形镜重力进行补偿的稳定性和精度。