基于直流载波通信的LAMOST控制系统设计

在郭守敬望远镜(LAMOST)的光纤定位单元控制系统中,为了尽量减少线缆对控制系统的影响,现有控制系统采用的是ZigBee无线控制方式.下一代在建新望远镜将提高单元密度,然而ZigBee无线通信在更高单元密度和部分特定场合受到限制,而LAMOST安装要求又导致有线通信方式无法安装,因此,发展基于电力线载波通信的控制方式将增加其适用性.针对现有线路,设计了一套基于直流载波通信的光纤定位单元控制系统,包含主节点和从节点电路,采用专用的主从载波通信芯片PB620+PB331,通过现有电源线,实现双向传输数据,并控制步进电机运动,实现光纤单元定位.目前通过实验验证,实现了设计要求和目标,与原系统相比,未增加布线,且将无线通信方式改为了有线通信方式,提升了系统的稳定性和适用性.     

光纤定位单元的无刷直流电机控制系统设计

大天区面积多目标光纤光谱天文望远镜(LAMOST)的改进项目计划使用一种直径为10mm的光纤定位单元替换原来的30mm光纤定位单元,以增加焦面上布置的光纤数量并达到增加光谱获取率的目的。新的10mm双回转光纤定位单元使用了两个4mm无刷直流电机和串联在单元尾部的控制板进行光纤的定位,一种紧凑的无刷直流电机位置控制系统被设计用于新的10mm单元的控制。该控制系统可同时实现两个电机的控制,并解决电机的细分、位置校正、堵转检测等问题。从硬件设计和软件设计介绍了该控制系统的搭建和定位实现。     

基于ZigBee的LAMOST无线控制系统设计

在LAMOST系统中,为了同时观测到4000个天体,需要控制4000个光纤单元,针对LAMOST无线控制系统中存在的问题,设计了一套基于ZigBee的无线控制系统.子节点控制板硬件设计包括电源设计和射频设计.电源设计采用开关电源,降低了子节点控制板的静态功耗;射频设计采用了阻抗匹配、电容电阻微调阻抗等关键技术,减少了信号的损失与反射,极大提高了子节点控制板的无线通信质量.针对主节点,采用了STM32+射频控制CC2530+功率放大RXF2401C的设计,提高了主节点无线发送的信号质量和接收的灵敏度.软件方面,对LAMOST控制的特征进行了研究,采用成组发送、逐一轮询的方式进行控制,采用奇偶校验、时效性查询的方法,提高了系统的通信可靠性,减少了通信时间.经试验测试,该系统具有高可靠性、高效率、低功耗等特点,可完全满足LAMOST工程上的应用.