基于物理规划的Stewart平台多目标优化

应用物理规划方法对500米口径球面射电望远镜(FAST)精调 Stewart 平台进行了多目标优化设计.根据 Stewart 平台的设计准则,将 Stewart 平台的运动精度、重量和工作效率作为目标函数,构造了相应的以目标函数为变量的偏好函数,建立了基于物理规划的多目标优化模型,采用遗传算法对该优化问题进行求解.结果表明,物理规划避免了基于权重的多目标优化方法中权系数难以确定的问题,有效地给出了优化问题的 Pareto 解.     

望远镜系统的结构设计及有限元分析

本文对R-C望远镜系统的结构作了深入的研究,完成R-C望远镜系统的结构设计,并对整体结构进行有限元分析.通过模态分析得到总体结构的第一阶频率为183.39Hz,高于系统要求的100Hz,在热分析中得到因温度变化导致主、次镜同轴度的偏差为1.15靘,也小于光学要求值0.01mm.望远镜系统实物的实测结果与仿真结果基本相符,验证了R-C望远镜系统结构设计的合理性.     

基于MatLab的天文望远镜电机调速系统的仿真与分析

针对电机的控制在天文望远镜中占有很大的比重,基于MatLab对天文望远镜电机调速系统进行建模、分析与仿真,并对仿真结果进行了分析。通过仿真,可以直观、快速地分析系统的性能,并能灵活改变系统的结构和参数,以达到系统的优化设计。     

基于LabVIEW的大望远镜直线位移传感器测量系统*

利用LabVIEW软件及采集设备研制了一套基于虚拟仪器技术的大望远镜中直线位移传感器测量系统。对大望远镜主镜位置测量中的直线位移传感器（LVDT）特性进行测量标定,获得直线位移传感器灵敏度、基本误差、线性度、重复性、往返回程误差,以便为下一步大望远镜主镜位置解算提供依据。测试结果表明,搭建的测试系统满足直线位移传感器测试需求,界面操作简单友好,直线位移传感器的精度指标达到位置解算要求,该测试系统具有一定通用性,也可用于测试其他直线位移传感器。     

LT50 m模型柔性Stewart平台的运动精度分析

基于刚柔混合多体系统动力学的模态综合法研究了LT50 m模型中精调稳定Stewart平台的动力学问题,计算了支腿弹性变形对Stewart平台定位精度的影响。仿真结果表明,在LT50 m模型中,相对于实验获得的支腿进给误差和Stewart平台固有的加工制造误差对系统定位精度造成的影响,支腿的弹性变形可以忽略不计。     

滚轮轴线空间夹角检测方法探讨

滚动摩擦传动中,主、从动轮旋转轴线在空间的理想位置是平行的。但由于安装等原因旋转轴线之间存在夹角。夹角的存在影响传动精度。本文针对这一问题,提出了适用于不同场合的三种检测方法：光学检测法;轴向位移检测法和直接调整法。这些方法经过实验证明效果很好。前两种方法能够保证主、从动轮的扭转夹角控制在30＂以内。摩擦传动试验装置采用光学检测法调整后,长时间平稳运行的低速可达0．2＂／s,运动位置精度RMS值为0．01”左右。30分钟内低速可达0．05＂／s,位置精度RMS值为0．009＂左右。本文提出的调整方法虽然针对滚动摩擦传动的,但对其他的精密机械和精密仪器的调整也有一定的参考价值。     

光纤Bragg光栅应变计在500m口径球面射电望远镜工程索力监测中的应用

为了实时监测500m口径球面射电望远镜(FAST)索网支承结构的典型索力,避免传统索力监测方法对索网支承结构的影响和工作中的电磁干扰,提出了一种间接获取索力值的方法。该方法使用光纤布拉格光栅(FBG)传感器监测索头应变值来间接测量索力。测量时将FBG应变计与补偿温度计通过专用安装底座焊接于索头线性应变区域轴向,防止直接焊接对索头结构性能的影响;然后使用温度应变补偿法补偿温度变化对FBG应变计测量结果的影响。在索体出厂预张拉过程中对该方法进行标定得到相关索力换算公式系数,从而在实际工程应用中实现了索力的测量。试验结果表明,索力与索头应变线性拟合度高达0.98,实际测量中绝对误差均方差为1.38t,在FAST工程主索工作索力范围内相对误差优于3%,满足工程需求。该方法无电磁干扰,耐用性久,布线灵活简单,已成功应用于FAST工程中的316根典型主索的索力监测中。     

某机载光电系统主镜的轻量化设计与分析

为了达到某新型机载光电系统的轻小型化要求,对共孔径组件中ΦΦ445 mm的主镜开展了轻量化设计。首先,对比分析了多种轻量化形式特点,确定了主镜材料和结构形式。然后,以主镜轻量化率和面形精度为目标,综合理论计算与有限元分析手段,对相关参数进行迭代优化,确定出镜厚为68 mm,面板厚度为6 mm,筋板厚度为4 mm,优化后轻量化率达62 %。接着,对主镜开展工程分析,在1 g重力作用下,单一主镜光轴竖直时RMS达1.13 nm,光轴水平时RMS达0.23 nm,冲击振动下最大局部应力为0.19 MPa,组件状态下主镜RMS达11.67 nm,各项指标均满足设计要求。最后,借助干涉仪对实物主镜进行光学检测,面形精度RMS实测值为15.19 nm,进而验证了轻量化设计分析的准确性。     

双模糊控制在柔性结构控制中的应用

针对大射电望远镜悬索粗调系统为一非线性、慢时变、大滞后、柔性结构系统的特点,提出了带有比例积分校正环节的双模糊控制器来实现馈源舱轨迹跟踪策略,并通过调整因子来优化控制规则.仿真结果表明 ,文中的控制效果优于常规控制器（PID）和单模糊控制器.所提方法可推广到多模糊控制并可用来解决其它非线性控制问题.     

基于体全息的光电混合虹膜识别系统的研究

对基于体全息的光电混合虹膜识别系统进行了研究,采用基于联合最优小波包基的特征图像相关识别方法实现虹膜的光学识别。生成联合最优小波包基的特征图像以压缩存储的模板图像库,降低后处理数据量。改进最优小波包基优选标准,使所选最优基获得最大识别能力。采用统计特征识别的后处理方法使光电混合识别系统具有更好的适应性。系统仿真结果表明,所提出的系统既具有光学运算和体全息相关的高并行性,又具有计算机数值计算的高精度,获得了良好的识别效果。