射电望远镜主动面促动器的电磁辐射分析

主动面控制技术是当前大口径、高精度射电望远镜广泛使用的主动补偿技术,其包含的促动器在补偿面形精度的同时也辐射电磁波并影响射电天文观测。文中结合目前研究现状,对极低电磁辐射要求下的促动器进行辐射源分析,重点针对促动器控制板上信号建立数学模型,并选取晶振回路计算,合理设定印制板及器件的参数,通过Ansys 软件进行频域有限元分析,得到控制板晶振回路的辐射结果和规律。用近场测试验证了文中方法的有效性。该研究为促动器控制板的电磁兼容优化设计提供了验证方法,为降低主动面控制系统的电磁辐射奠定了基础。     

利用CCD实现望远系统视差自动测试的研究

视差现象的存在影响了望远系统测量瞄准的精度.针对平行光管法和视度筒法检测视差的局限性,提出了一种基于CCD图像传感器和数字图像处理技术的望远系统视差自动测试方法,论述并推导了视差的测试原理及公式,利用设计的测试系统实现了望远系统视差的数字化测试.给出的测试结果表明,与传统测试方法相比,该测试系统具有快速准确、定量直观的特点.最后分析了影响测试精度的因素.     

CCD技术在测控天线标校望远镜中的应用

通过对传统标校望远镜的原理和结构分析,阐述了传统标校望远镜的缺点和不足之处.创新的提出运用电荷耦合元件(CCD)和自动调焦技术在测控天线标校望远镜中的应用,进一步对CCD和自动调焦技术进行分析论证;改造完成后,反复进行试验验证其可行性.最后,对改造后的新式望远镜与传统标校望远镜坞内标定方法和数据进行比较分析.试验分析表明,改进后的新式标校望远镜具有标定精度高、操作便捷的特点,实现了远程控制望远镜的高精度调焦控制功能.     

捆绑式望远镜中间块对镜筒指向误差的影响分析

运用SolidWorks软件的静态分析模块,将捆绑式望远镜中间块的动态分析转化为0°~90°范围内,均匀分布的18个位置的静态分析。中间块每转动5°,对其上基面的镜筒连接圈的位移变化进行数据采集一次,计算出各镜筒之间的夹角变化值并进行对比,最终得到镜筒之间的最大指向误差。此方法为解决同类问题提供了参考价值。     

光电望远镜伺服系统速度环的自抗扰控制

针对大口径光电望远镜惯量大、存在摩擦非线性的特点,设计了自抗扰控制器以改善伺服系统的速度响应特性.介绍了自抗扰控制器的工作原理和基本结构,给出了控制器参数的选择依据,并仿真分析了各个参数的作用效果.最后,在实际望远镜转台上和常规PID控制器进行了对比实验.结果表明,采用自抗扰控制器,既可以实现大速度阶跃响应快速无超调,...     

地基望远镜风载数值分析

风载是影响地基望远镜性能的主要因素之一,为了研究风载荷的作用以及对望远镜性能的影响程度,首先建立了望远镜、圆顶和流场的几何模型。然后利用CFD(Computational Fluid Dynamics)分析了在外界风速为10 m/s 的情况下,3 种不同高角(30、60、120)流场中截面空气速度、压力、湍流动能以及主镜面的静压力的瞬态分布,最后通过有限元方法获得了主镜去除刚体位移后的面形。仿真结果表明,望远镜以不同高角观测时主镜面静压力功率谱密度与Gemini 望远镜的实测结果接近,真实模拟了风载荷的作用。由风载引起的镜面变形RMS 值分别为3.74E-1 nm,2.5E-2 nm,1.71E-1 nm,满足面形精度要求。     

地基望远镜主镜支撑性能分析

主镜面型精度是地基大口径望远镜最关键的技术指标之一.为了研究主镜室以及主镜底支撑和侧支撑系统的重力变形造成的主镜面型误差,介绍了一地基光电望远镜的主镜室及详细的主镜支撑结构,借助于有限元法,建立了主镜,主镜室和支撑结构的详细有限元模型,分析计算了主镜在支撑状态下的镜面变形情况,并通过ZYGO干涉仪进行了面型检测.计算结...     

百米距离坐标的视觉检测方法

为了实现对大型射电天文望远镜的百米远目标进行测量,建立视觉测量系统对目标检测算法、测量系统的稳定性等进行研究.首先,CCD相机获取百米远处反射靶标的图像信息,采用样条函数对靶标图像进行插值,然后用Canny算法检测靶标图像的边缘信息;接着,采用椭圆拟合算法检测靶标的位置,从而确定靶标在CCD像面上坐标.采用一个平面标准...     

空间太阳望远镜调焦机构的设计与分析

根据某型号空间太阳望远镜的光学系统特性与整机的结构方式,为了达到节约安装空间、保证成像质量的目的,设计了一种焦平面式调焦机构。该调焦机构由蜗轮蜗杆和凸轮滑槽作为传动件,将步进电机的圆周运动转化为焦平面法线方向的直线运动。调焦范围为1.5 mm,外形尺寸为167 mm×64 mm×94 mm,质量为2 kg,在底座背板和凸轮滑槽之间设有两个相邻的自润滑氮化硅压圈,可增加预紧力而不影响凸轮滑槽的转动,一定程度上提高了定位精度,减少了空回误差。详细介绍了调焦机构的设计方案、分辨率和自锁能力,对误差来源和理论定位精度以及有限元模型仿真进行了分析。最后对调焦机构进行了定位精度试验和振动试验,结果表明定位精度优于±4.5μm,一阶模态为349 Hz,与有限元仿真结果基本一致,具有良好的动态刚度,可以有效地避免共振现象的发生。振动试验前后对调焦机构的编码器码值进行记录,经对比可知其自锁性良好。该调焦机构具有体积小,刚度大,精度高的特点,可以很好的满足空间太阳望远镜的工作条件。     

大型望远镜主镜位姿解算与监测系统设计

准确解算与监控大望远镜主镜位姿是实现主镜位置控制,提高大望远镜成像质量的前提。根据大望远镜的主镜控制的需要,研制了大望远镜主镜位姿解算与监测系统。利用主镜底部安装的3个直线位移传感器,由主镜移动的几何位置关系实现轴向自由度Z,旋转自由度Rx、Ry的解算,利用主镜侧向安装的3个位移传感器,考虑了主镜材料温度变化,实现了轴向位移X、Y,镜温度导致的半径变化r的解算。利用虚拟仪器技术实现了对传感器数据的采集分析及实时监控,仿真出主镜位移变化的三维运动。在重复精度为平移误差小于1μm,角度偏转误差小于1 arcsec的Stewart平台上安装虚拟镜,安装底部和侧向传感器,解算与监测虚拟镜的各自由度位移并进行测试。结果表明:在位移X、Y、Z整个量程-2.2~2.2 mm内,解算与基准位移差在10μm以内。在旋转位移Rx、Ry整个量程-1 500~1 500 arcsec范围内,解算与基准位移差在15 arcsec内,满足大型望远镜解算位移及控制要求。