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题名基于FPGA的自适应光学系统SPGD算法实现
被引量:4
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作者
徐项项
吴阳
苏杭
刘金龙
杨慧珍
龚成龙
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机构
江苏海洋大学电子工程学院
江苏省海洋资源开发研究院
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出处
《应用光学》
CAS
CSCD
北大核心
2021年第5期810-816,共7页
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基金
国家自然科学基金(11573011)
江苏省“六大人才高峰”高层次人才项目(KTHY-058)
+1 种基金
江苏省“333”高层次人才培养项目(BRA2019244)
江苏省研究生科研与实践创新计划项目(KYCX20_2961)。
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文摘
FPGA(field programmable gate array)具有可重复编程、算法实现灵活等优势,以97单元变形镜为原型,提出基于FPGA的SPGD(stochastic parallel gradient descent algorithm)控制算法通用快速实现方案。采用TimeGen软件对SPGD算法进行时序分析,并采用Vivado软件分别对SPGD算法随机扰动电压生成、性能指标计算和控制电压的计算与输出进行FPGA配置和编程,将每个模块的计算结果与Matlab结果进行对比、分析。研究结果证明了该文所提方案的合理性和可行性,为下一步基于FPGA的SPGD算法硬件实现和应用提供基础。
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关键词
自适应光学系统
SPGD控制算法
FPGA
变形镜
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Keywords
adaptive optics system
SPGD control algorithm
FPGA
deformable mirror
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分类号
TN791
[电子电信—电路与系统]
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题名自适应增益的SPGD算法
被引量:10
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作者
方舟
徐项项
李鑫
刘金龙
杨慧珍
龚成龙
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机构
中国矿业大学信息与控制工程学院
江苏海洋大学电子工程学院
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出处
《红外与激光工程》
EI
CSCD
北大核心
2020年第10期19-25,共7页
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基金
国家自然科学基金(11573011)
江苏省“六大人才高峰”高层次人才项目(KTHY-058)
+1 种基金
江苏省“333”高层次人才培养项目(BRA2019244)
江苏省研究生科研与实践创新计划项目(KYCX20_2906,KYCX20_2961)。
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文摘
SPGD算法是一种应用广泛的无波前探测自适应光学控制算法。传统SPGD算法中增益系数保持某一固定值不变,随着变形镜单元数的增加,这将导致算法收敛速度变慢及陷入局部极值的概率增大。Adam优化器是深度学习常用的一种优化随机梯度下降算法,它具有增益系数自适应性调整的特点。将Adam优化器自适应调整增益系数的优势与SPGD算法结合起来用于自适应光学系统控制。分别以32、61、97、127单元变形镜作为波前校正器件,不同湍流强度的波前像差作为校正对象,建立了无波前探测自适应光学系统模型。结果表明,优化后的算法收敛速度更快,而且陷入局部极值的概率降低,并且随着变形镜单元数的增加与湍流强度的增大,算法的优势更加明显。以上研究结果为基于Adam优化的SPGD算法的实际应用提供了理论基础。
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关键词
自适应光学
SPGD
波前校正
变形镜
ADAM
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Keywords
adaptive optics
SPGD
wavefront correction
DM
Adam
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分类号
TP273.2
[自动化与计算机技术—检测技术与自动化装置]
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