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天文光学望远镜摩擦驱动滑移动态检测与修正 被引量：3
1
作者 杨世海 王国民 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第8期2056-2063,共8页
考虑滑移对摩擦驱动望远镜精度的影响,提出了天文光学望远镜摩擦驱动滑移动态检测与修正的控制方法。建立了滑移动态检测系统、正压力主动调节系统、负载波动模拟和检测系统。用钢带光栅尺检测动负载位置,由同轴安装的角度编码器检测主... 考虑滑移对摩擦驱动望远镜精度的影响,提出了天文光学望远镜摩擦驱动滑移动态检测与修正的控制方法。建立了滑移动态检测系统、正压力主动调节系统、负载波动模拟和检测系统。用钢带光栅尺检测动负载位置,由同轴安装的角度编码器检测主动摩擦轮位置,根据减速比λ的变化判断主动轮和从动轮之间是否发生了相对滑移。主控单元可编程多轴运动控制器(PMAC)用来实时控制正压力电机进行压力修正并随之修正系统控制算法以提供足够的摩擦驱动力来减轻、消除滑移现象。实验表明:该方法能及时修正望远镜驱动系统出现的滑移,从而提高望远镜跟踪精度及可靠性。在最严重滑移的情况下,系统可在100ms内判断出滑移,74.2s完成校正并恢复望远镜的高精度跟踪。此方法既可用于单点摩擦驱动也可用于多点摩擦驱动,能够有效解决非线性干扰带来的滑移问题。 展开更多
关键词 天文望远镜 摩擦驱动 滑移 非线性扰动 动态检测
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大口径光学望远镜油垫非线性干扰的检测与抑制 被引量：1
2
作者 杨世海 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第2期408-415,共8页
研究了静压油垫带来的非线性干扰对大口径天文光学望远镜跟踪精度的影响。分析了油垫干扰的成因;综合采用加速度计法和编码器法,精确测得了油垫的非线性干扰频率;通过分析油垫开启前后的振动曲线、编码器位置曲线及其快速傅里叶变换(FFT... 研究了静压油垫带来的非线性干扰对大口径天文光学望远镜跟踪精度的影响。分析了油垫干扰的成因;综合采用加速度计法和编码器法,精确测得了油垫的非线性干扰频率;通过分析油垫开启前后的振动曲线、编码器位置曲线及其快速傅里叶变换(FFT)曲线,提出了油垫液压振动是一种窄带干扰。然后,采用Notch数字滤波器,将陷波频率设置在主要干扰频率处来抑制油垫液压振动干扰。给出了滤波器的具体设计过程及其Bode图和零极点图。当需要调整油膜厚度时,可改变Notch参数来适应干扰频率的变化。最后,给出了带Notch滤波器的控制系统和滤波结果。仿真和2.5m天文望远镜的实验结果表明:通过检测并抑制油垫0.825Hz的主要干扰,望远镜可在保证运动控制系统原有的稳定性和响应能力的情况下,方位轴跟踪精度达到RMS值为0.0837″,PV值为0.571″。相对于脉动衰减装置,该方法灵活、简单、通用性好。 展开更多
关键词 天文望远镜 油垫 非线性干扰 跟踪 陷波
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用于薄镜面主动光学的音圈力促动器设计 被引量：8
3
作者 张玉方 李国平 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第11期2836-2843,共8页
根据薄镜面主动光学存在的实际问题,提出了通过音圈电机对主镜镜面变形进行非接触面型校正的方法。讨论了音圈电机工作原理,基于音圈电机设计了一种非接触、高线性、体积小且控制方便的力促动器,并对其进行了仿真分析和实验验证。对常... 根据薄镜面主动光学存在的实际问题,提出了通过音圈电机对主镜镜面变形进行非接触面型校正的方法。讨论了音圈电机工作原理,基于音圈电机设计了一种非接触、高线性、体积小且控制方便的力促动器,并对其进行了仿真分析和实验验证。对常见类型力促动器结构进行对比,根据应用特点和音圈电机原理设计了该力促动器的总体结构,建立了物理模型与数学模型,根据应用要求提出了参数指标。最后,进行了实验验证。实验结果表明,该音圈力促动器是一个非接触式高线性系统,输出力可达±0.5N,在此范围内,线性度小于0.09%。 展开更多
关键词 光学望远镜 主动光学 薄镜面 力促动器 音圈电机 磁场分析
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一种新型副镜调整机构的位姿误差分析与测试研究
4
作者 叶宇 乐中宇 顾伯忠 《天文学报》 CSCD 北大核心 2018年第2期60-72,共13页
为了满足望远镜副镜结构定位精度的要求,提出了一种固定杆长杆端轴向平移运动模式的六杆机构.根据六杆机构的结构和运动模式,对影响末端位姿的各项误差进行了分析,重点讨论了滑块运动误差对六杆机构运行精度的影响,最后通过搭建多自由... 为了满足望远镜副镜结构定位精度的要求,提出了一种固定杆长杆端轴向平移运动模式的六杆机构.根据六杆机构的结构和运动模式,对影响末端位姿的各项误差进行了分析,重点讨论了滑块运动误差对六杆机构运行精度的影响,最后通过搭建多自由度位姿检测平台对六杆机构进行了测试.测试结果显示:该副镜六杆机构在整个运动行程范围内平移轴测试精度好于0.25μm,旋转轴测试精度好于0.2′′,两维旋转轴最大重复定位精度好于1.4′′,引起3维平移轴最大变化量<4μm,3维平移轴最大重复定位精度好于4.5μm,引起两维旋转轴最大变化量<3.4′′.分析和实验结果表明:导轨直线度引起的滑块运动误差是影响精度的主要因素,该六杆机构可以满足实际望远镜观测需要,可为我国建造大口径光学红外望远镜提供可靠的技术支持. 展开更多
关键词 精密仪器 望远镜 副镜 方法 数据分析
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溶胶-凝胶法制备YAG∶Ce,Yb纳米荧光粉及其发光性质研究 被引量：5
5
作者 唐靓 叶慧琪 肖东 《发光学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第8期1051-1058,共8页
使用溶胶-凝胶法在不同煅烧温度下制备了不同掺杂的YAG∶Ce,Yb荧光粉。使用扫描电镜、X射线衍射仪对其形貌、结构进行了表征;采用光致发光、荧光寿命等技术,对其发光性质进行了研究。结果表明:粉体粒径随煅烧温度上升而增大,在1 000℃下... 使用溶胶-凝胶法在不同煅烧温度下制备了不同掺杂的YAG∶Ce,Yb荧光粉。使用扫描电镜、X射线衍射仪对其形貌、结构进行了表征;采用光致发光、荧光寿命等技术,对其发光性质进行了研究。结果表明:粉体粒径随煅烧温度上升而增大,在1 000℃下,得到平均尺寸~84 nm的纳米荧光粉。溶胶-凝胶法产物与高温固态法产物相比,Yb^(3+)离子发光的猝灭浓度由10%下降至5%。这可能是由于溶胶-凝胶反应产物体系中掺杂离子分布更加均匀所致。 展开更多
关键词 YAG∶Ce Yb 溶胶-凝胶法 纳米荧光粉 猝灭浓度
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基于三维反正切函数拟合的光斑质心提取算法 被引量：7
6
作者 张惠 李国平 +1 位作者 张勇 胡守伟 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2019年第2期268-275,共8页
在诸多需要对光斑质心进行定位的领域里,光斑质心定位的精确性和稳定性都是至关重要的。根据光学系统对物体边缘的模糊原理,提出一种新的光斑中心提取算法。该算法是以反正切函数为基函数,通过对其变量代换从而得到可以拟合光斑灰度分... 在诸多需要对光斑质心进行定位的领域里,光斑质心定位的精确性和稳定性都是至关重要的。根据光学系统对物体边缘的模糊原理,提出一种新的光斑中心提取算法。该算法是以反正切函数为基函数,通过对其变量代换从而得到可以拟合光斑灰度分布的函数。求解过程中首先通过高斯-牛顿法进行迭代,然后再通过最小二乘法进行最优解估计。文中先通过仿真分析,对比了文中算法与传统算法的优劣,进一步通过实验验证该方法相对于传统方法的优势。实验结果表明:基于文中算法光斑质心提取精度为0.125 3个像素;此时角度传感器的测角精度为0.172 3″,优于传感器技术要求的0.25″。文中算法对噪声、对比度、光斑的长宽比和大小的综合性能优于传统算法,实验结果稳定可靠,满足角度传感器使用要求。 展开更多
关键词 光斑中心提取 亚像素检测 反正切函数变换 灰度拟合
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射电望远镜主动反射面系统的控制 被引量：5
7
作者 李爱华 周国华 +2 位作者 李国平 张勇 张振超 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第7期1711-1718,共8页
针对新疆奇台110m射电望远镜主动反射面控制技术的要求,设计和研制了一种新型的位移促动器和位移控制系统,并采用双频激光干涉仪对多个位移促动器及其控制系统进行了全面检测。位移促动器采用了基于涡轮蜗杆加滚珠丝杆的高精度结构设计... 针对新疆奇台110m射电望远镜主动反射面控制技术的要求,设计和研制了一种新型的位移促动器和位移控制系统,并采用双频激光干涉仪对多个位移促动器及其控制系统进行了全面检测。位移促动器采用了基于涡轮蜗杆加滚珠丝杆的高精度结构设计方案,控制器系统采用了ARM微处理器。最后选择S曲线加速控制方法,设计了主动反射面控制系统硬件平台和软件算法。基于双频激光干涉仪和光学隔振平台在恒温超洁净条件下进行了系列测试。结果表明:系统实现了行程范围为30mm,控制精度为5μm RMS的快速精密控制;在额定负载300kg,步长2mm,行程30mm范围内,实测结果平均值与理论值偏差为0.04%,标准偏差为3.67μm。最后,采用测量精度为0.25μm的激光传感器对4块四点支撑的四边形子面板进行了验证检测。结果显示:经多次迭代后主动反射面控制闭环系统的控制精度小于5μm RMS,远远优于3mm波段射电望远镜主动反射面控制的技术要求。 展开更多
关键词 射电望远镜 主动反射面 S曲线加速控制算法 位移促动器 位移控制系统
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南极大型望远镜跟踪系统的鲁棒自适应控制研究 被引量：1
8
作者 许丹丹 杨世海 《系统科学与数学》 CSCD 北大核心 2017年第6期1404-1412,共9页
提出一种鲁棒自适应控制器的设计方案,尤其适用于南极大型望远镜这样含有未知有界扰动,未建模动态的非线性系统.文章基于Lyapunov函数法,通过引入动态信号抑制未建模参量的影响,并采用自适应阻尼抑制各种不确定性.理论证明,所提出的鲁... 提出一种鲁棒自适应控制器的设计方案,尤其适用于南极大型望远镜这样含有未知有界扰动,未建模动态的非线性系统.文章基于Lyapunov函数法,通过引入动态信号抑制未建模参量的影响,并采用自适应阻尼抑制各种不确定性.理论证明,所提出的鲁棒自适应控制器可保证跟踪系统的稳定性,通过选择合适的参数能达到控制精度的要求.仿真结果表明,本鲁棒自适应控制器的控制效果有很大改善. 展开更多
关键词 南极大型望远镜 LAMOST 跟踪控制 鲁棒自适应 非线性系统
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