自适应光学技术是对外界光学波前像差进行实时测量反馈,并通过控制系统驱动变形镜的镜面形貌产生相应变形,实现对波前畸变的实时校正,从而提高系统的分辨率。最初,自适应光学系统被用在天文观测上,以补偿大气湍流对光学成像的影响,目前已在很多方面得到了普遍的应用,比如天文观测、激光加工、视网膜成像等。压电变形镜因其显著的性能优势,在自适应光学系统中得到普遍的应用,但是压电陶瓷自身所固有的迟滞非线性特性严重影响了自适应光学系统的控制性能。本文的研究目的旨在对压电变形镜的迟滞非线性进行消除或补偿,从而提高压电变形镜的控制精度和效率。主要内容如下所示:(1)针对压电变形镜的迟滞非线性特性进行研究分析,详细描述了PrandtlIshlinskii(PI)迟滞模型和基于PI迟滞算子的Back-Propagation(BP)神经网络模型的建模过程并求取其逆模型,同时根据压电变形镜的常规控制方案,明确了带迟滞补偿的压电变形镜的控制方案。(2)搭建了基于哈特曼波前传感器实时反馈的自适应光学系统实验测试平台。利用实验平台采集了压电变形镜的迟滞特性曲线,并对压电变形镜的多个致动器分别建立迟滞模型及逆模型。建立的PI迟滞模型可以很好的拟合实测迟滞曲线,中心致动器拟合误差范围为-2.5~2.3 nm。基于PI迟滞算子的BP神经网络同样可以很好的拟合实测迟滞曲线,中心致动器的拟合误差的均方根(Rootmean-Square,RMS)值为1.6 nm。(3)为验证建立的迟滞模型的有效性,对压电变形镜的典型像差分别进行了开环和闭环控制实验。在开环控制实验中,对于像散(Z3)像差的校正,基于PI迟滞逆模型补偿方法的控制结果可以很好的重构出目标面形,重构精度提升了55.5%。闭环控制实验中,采用基于PI迟滞模型的闭环控制方案,并分别进行了静态像差和动态像差的闭环校正实验。实验结果表明,在静态像差的闭环校正中,采用迟滞消除算法比未采用消除算法具有更快的校正速率;对于波前像差均方根的平均值为168 nm的动态像差,校正后的残差从消除迟滞前的33 nm降低到校正后的25 nm,整体校正性能提升24.7%,证明所提控制方法可有效应用于压电变形镜自适应光学系统中。