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1、中国科学E辑:技术科学2009年第39卷第10期:1663~1669《中国科学》杂志社www.scichina.comtech.scichina.comSCIENCEINCHINAPRESS基于熵增原理抑制磁流变抛光中高频误差*戴一帆,石峰,彭小强,李圣怡国防科技大学机电工程与自动化学院机电系,长沙410073*E-mail:sf.wind@yahoo.com收稿日期:2009-04-22;接受日期:2009-06-06国家自然科学基金(批准号:50775215,50875256)资助项目摘要采用信息熵作为去除函数驻留点随机分布的测度,基于熵增理论设计了局部随机关键词加工
2、路径,有效抑制磁流变抛光的中高频误差.在自研的KDMRF-1000F磁流变抛光机床上磁流变抛光进行实验研究,局部随机路径加工区域的中高频误差明显小于光栅扫描路径加工区域.直径最大熵法为98mm的平面镜,一次迭代修形(7.46min),面形误差峰谷值提高到0.062λ(λ=632.8nm),局部随机路径均方根误差提高到0.010λ,且未见明显的尖峰状中高频误差.实验结果表明,基于熵增原理中高频误差设计的局部随机路径能有效地抑制磁流变加工的中高频误差.确定性磁流变抛光技术是由美国Rochester大学0.12和33mm之间的中频波纹度误差影响焦斑的拖COM光学加工中心首创,由
3、美国QED公司完成产品尾和近场调制,波长小于0.12mm的高频粗糙度对散化的新一代光学零件高精度计算机控制光学表面成射有重要影响.陆地行星探测器日冕仪(terrestrial[1]形技术(CCOS).磁流变抛光技术具有加工精度高、planetfindercoronagraph,TPFC)次镜(长轴长890mm)亚表面损伤小、适用范围广等优点.但是,由于确定要求全口径内小于5个周期的尺度内的扰动为6nm性磁流变抛光使用了比被加工元件外形尺寸小得多RMS,5~30个周期的尺度内的扰动为8nmRMS,而[8]的抛光模(去除函数),在快速去除被加工表面低频面30个周期以上的尺度内
4、的扰动为4nmRMS.形误差的同时,往往还会造成较多的小尺度制造误影响磁流变抛光过程中高频误差的主要因素包[2~4]差——中高频误差,即通常所说的“碎带”误差,国括:1)初始面形,初始面形的空间域、频率域误差分布;[5]防科技大学石峰等人,采用磁流变抛光方法,在常2)去除函数,去除函数的外形尺寸、去除效率及其稳见光学表面上(平面、球面)面形误差峰谷值可达λ/15,定性;3)路径规划,由路径规划引起的CCOS卷积残均方根误差可达λ/100.但是,这些光学表面在具有留误差.采用离散二维小波变换分析初始面形和去高面形精度的同时,包含较多的中高频误差,这些中除函数的频率误差成分及
5、分布,通过去除函数修行高频误差严重降低了光学系统的光学性能.现代光能力研究,可以实现初始面形频率误差与去除函数学系统,尤其是强激光系统和高分辨率成像系统对频域修形能力相互匹配;通过控制磁流变抛光液组光学元件的中高频误差提出了严格的要求,例如,美成成份和关键工艺参数的波动,可以实现去除函数[6,7]国NIF研制的大口径强激光系统光学元件,波长的稳定性;通过合理设计磁流变抛光过程的加工路大于33mm的低频面形误差影响聚焦性能,波长在径,可以减小CCOS卷积效应引起的残留误差.本文引用格式:戴一帆,石峰,彭小强,等.基于熵增原理抑制磁流变抛光中高频误差.中国科学E辑:技术科学,
6、2009,39(10):1663—1669DaiYF,ShiF,PengXQ,etal.Restraintofmid-spatialfrequencyerrorinmagnetorheologicalfinishing(MRF)processbymaximumentropymethod.SciChinaSerE-TechSci,2009,52(10):3092—3097,doi:10.1007/s11431-009-0316-9戴一帆等:基于熵增原理抑制磁流变抛光中高频误差将信息熵理论应用于磁流变加工过程,基于熵增理⎡⎤FF12FjnFtR11??11⎡⎤1⎡⎤1论设计了
7、局部随机加工路径,有效地抑制了由加工⎢⎥12jn⎢⎥⎢⎥⎢⎥FF22??F2F2⎢⎥t2⎢⎥R2路径引起的中高频误差.⎢⎥@@BB@@⎢⎥@⎢⎥@⎢⎥⋅=⎢⎥⎢⎥.(2)1熵增原理⎢⎥FF12??FjnF⎢⎥tj⎢⎥Ri⎢⎥iiii⎢⎥@@BB@@⎢⎥@⎢⎥@Shannon[9,10]借助热力学中“熵”的概念提出用信⎢⎥⎢⎥⎢⎥FF12??FjnF⎢⎥⎣⎦tn⎢⎥⎣⎦Rm息熵表示事物运动或存在状态的不确定性程度,对⎢⎥⎣⎦mmmm概率信息进行度量,不确定性越大,熵就越大.对于对任意面积单元ai,去除函数在其内部的驻留位2离散随
