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利用南京大学时域天文台(TiDO)开展系外行星探测研究 被引量:1
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作者 余周毅 周济林 +12 位作者 刘慧根 张辉 陈亮 谢基伟 王国民 寇松峰 姜翔 杨明 高东洋 周礼勇 黎健 姜朝峰 陈迪昌 《青海科技》 2023年第4期13-25,共13页
系外行星探测近年来发展迅速,已成为天文学的热点领域。系外行星探测对行星形成和演化等理论研究具有重要的意义。利用地面大视场望远镜的长时间基线优势,可以开展系外行星的发现或认证工作。南京大学时域天文台(Time Domain Observator... 系外行星探测近年来发展迅速,已成为天文学的热点领域。系外行星探测对行星形成和演化等理论研究具有重要的意义。利用地面大视场望远镜的长时间基线优势,可以开展系外行星的发现或认证工作。南京大学时域天文台(Time Domain Observatory,TiDO)是一批大视场、高精度的系外行星观测设备,包括6个望远镜及终端,放置在冷湖赛什腾山,将于2023年底完成建设并开展科学试运行。届时Ti DO拟开展系外行星大天区巡天搜寻、特定行星系统的凌星后随观测以精细刻画系外行星系统的物理和动力学特征,以及太阳系小天体观测工作。此外,TiDO的观测数据也可以用于双星、变星、恒星耀发等时域天文研究。 展开更多
关键词 系外行星 太阳系小天体 时域天文 冷湖 赛什腾山
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新一代帕洛马天文台光谱仪的虚拟刀口欠采样像质测量方法 被引量:1
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作者 汤丽峰 胡中文 +2 位作者 陈儒 周楠 季杭馨 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第4期11-19,共9页
天文光谱仪的成像质量可用点扩散函数或线扩散函数来表征,但其相对于光谱仪探测器通常为欠采样,很难直接测量。在新一代帕洛马天文台光谱仪的像质测试中引入虚拟刀口法进行光源物面扫描,并应用虚拟刀口法开展欠采样光谱仪像质及光源尺... 天文光谱仪的成像质量可用点扩散函数或线扩散函数来表征,但其相对于光谱仪探测器通常为欠采样,很难直接测量。在新一代帕洛马天文台光谱仪的像质测试中引入虚拟刀口法进行光源物面扫描,并应用虚拟刀口法开展欠采样光谱仪像质及光源尺度测量,通过模拟和实验研究,对比分析过采样经典直边刀口法和过采样直接测量方法,验证了虚拟刀口法具有良好的测量精度。在693 nm处,直边刀口法测得光谱仪过采样线扩散函数的半高全宽为7.05μm,虚拟刀口法测量欠采样线扩散函数的半高全宽为7.14μm,测量误差为1.3%。在0.3"视场的光源尺度下,虚拟刀口法测得689、693、701 nm欠采样线扩散函数的半高全宽分别为24.2、27.7、30.8μm,以过采样直接测量结果为参考,其测量准确度分别为98.3%,93.9%和88.8%。实验结果表明,探测器成像严重欠采样时,采用光源物面扫描的虚拟刀口法可准确测量光谱仪的成像质量,该方法结合色散系数还可实现光谱仪分辨率的测量,相关研究工作可为天文光谱仪像质的直接测量提供借鉴。 展开更多
关键词 点扩散函数 线扩散函数 虚拟刀口 欠采样成像 像质测量
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南极光学天文望远镜控制软件关键技术
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作者 李晓燕 李运 +3 位作者 孙天瑞 杨世海 杜福嘉 徐灵哲 《极地研究》 CAS CSCD 北大核心 2024年第1期99-111,共13页
南极天文望远镜控制软件是望远镜软件系统的重要组成部分,是控制计算机在望远镜用户层和设备层之间运行的关键技术。对于用户层,控制软件需具备全自动观测的交互接口、卫星通信条件下的远程访问和故障诊断等功能;对于设备层,控制软件不... 南极天文望远镜控制软件是望远镜软件系统的重要组成部分,是控制计算机在望远镜用户层和设备层之间运行的关键技术。对于用户层,控制软件需具备全自动观测的交互接口、卫星通信条件下的远程访问和故障诊断等功能;对于设备层,控制软件不但要完成对天体目标的精确指向和精密跟踪、计算并补偿系统误差和控制关键部件以达到目标像质,而且需实现对电源分配系统、除霜及加热系统的控制、设备及环境信息的采集和监测等。相比于普通台址,在南极大陆运行的光学天文望远镜有其独特的特点,控制软件需进行特殊设计。本文重点从操作系统选择、远程建立望远镜指向误差修正模型方法、全自动观测软件接口、卫星通信及远程运维、望远镜实时状态监测和故障诊断等方面探讨了南极天文光学望远镜控制软件的关键技术和设计原则,并展望未来技术的发展,为南极天文望远镜的研制和控制系统研发提供技术储备。 展开更多
关键词 光学天文望远镜 控制软件 无人值守运行 全自动观测 指向误差修正 故障诊断 南极洲
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“天文光学前沿科学与技术”专辑导读
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作者 何晋平 刘忠 袁祥岩 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第5期I0003-I0004,共2页
天文光学是天文学和光学的交叉学科,是光学理论和技术在天文学领域的重要应用。从1609年伽利略首次用光学望远镜观测星空起,400多年来,天文光学观测原理、技术及仪器的进步不断推动天文学研究发展:像差理论、大型光学制造与检测、拼接... 天文光学是天文学和光学的交叉学科,是光学理论和技术在天文学领域的重要应用。从1609年伽利略首次用光学望远镜观测星空起,400多年来,天文光学观测原理、技术及仪器的进步不断推动天文学研究发展:像差理论、大型光学制造与检测、拼接镜面及主动光学等原理与技术的发展将光学望远镜口径从最初的3 cm推进到目前的30 m量级,大大提升了观测分辨率及深度;光谱学与光谱技术的发展直接促成近代天文学的重要分支天体物理学、天体化学乃至天体生物学的建立及飞跃;光电探测器技术的发展不仅极大提升天文探测灵敏度与精度,也将探测波段从可见光拓展到几乎全波段;空间光学与空间技术的发展让人类得以摆脱地球大气对天文观测带来的不利影响,使得全波段高分辨观测成为可能;若干面向未来的天文光学原理与技术也在蓬勃发展,如,长基线光干涉技术的发展正在不断拓展人类天体观测的分辨率极限,而天文光子学的兴起也将为天文光学研究增加新的内涵。 展开更多
关键词 光学望远镜 天文光学 天体生物学 天体化学 光学制造 地球大气 全波段 主动光学
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光学天文望远镜用微位移驱动器机构研究综述 被引量:8
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作者 邵亮 杨德华 +1 位作者 陈昆新 杨斌堂 《天文学进展》 CSCD 北大核心 2009年第1期70-79,共10页
该文回顾光学天文望远镜拼接镜面主动光学技术中的微位移驱动器的应用,介绍了微位移驱动器的工作原理、机械结构以及性能要求。概述了微位移驱动器的基本组成机构,并结合目前应用于天文望远镜的具体实例,比较了其优缺点。最后针对未来... 该文回顾光学天文望远镜拼接镜面主动光学技术中的微位移驱动器的应用,介绍了微位移驱动器的工作原理、机械结构以及性能要求。概述了微位移驱动器的基本组成机构,并结合目前应用于天文望远镜的具体实例,比较了其优缺点。最后针对未来极大口径天文望远镜中的应用要求,对微位移驱动器的发展趋势提出展望。 展开更多
关键词 天文望远镜 拼接镜面主动光学技术 微位移驱动器 运动缩放机构 导向机构
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当代光学天文望远镜控制系统新技术 被引量:5
6
作者 徐欣圻 徐灵哲 罗秋凤 《天文学进展》 CSCD 北大核心 2003年第3期195-205,共11页
对当代光学天文望远镜控制系统技术之进展进行了综述,同时也对这一领域的未来发展作了一些预测,以期给这一领域的控制工程师们提供一个与他们专业需要有关的概貌。
关键词 天文观测设备 天文光学望远镜 综述 控制系统 LAMOST
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云南天文台1m红外望远镜的主镜热力学分析 被引量:4
7
作者 顾伯忠 左恒 《天文研究与技术》 CSCD 北大核心 2008年第1期83-90,共8页
云南天文台1m红外太阳望远镜是多功能、多波段的太阳望远镜,望远镜使用过程中主镜的热变形直接关系这系统的光学精度,建立光学系统的光机热结合的分析方法,可以直观的得到热辐射对光学系统的影响结果,使得望远镜的设计阶段就能评估热变... 云南天文台1m红外太阳望远镜是多功能、多波段的太阳望远镜,望远镜使用过程中主镜的热变形直接关系这系统的光学精度,建立光学系统的光机热结合的分析方法,可以直观的得到热辐射对光学系统的影响结果,使得望远镜的设计阶段就能评估热变形对系统的精度影响,确定光学元件是否满足要求。 展开更多
关键词 有限元 镜面热变形 Zemike拟合 光机热分析
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天文光谱高精度波长定标技术研究进展(特邀) 被引量:3
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作者 刘桐君 叶慧琪 +4 位作者 唐靓 郝志博 韩建 翟洋 肖东 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第5期20-36,共17页
基于多普勒效应的视向速度法是探测太阳系外行星的重要方法,探测类地岩石行星需要至少10 cm/s的长期测量精度,这对波长定标技术提出了较高的要求。自2008年锁模激光器天文光梳系统在天文台光谱仪上进行波长定标测试以来,高精度波长定标... 基于多普勒效应的视向速度法是探测太阳系外行星的重要方法,探测类地岩石行星需要至少10 cm/s的长期测量精度,这对波长定标技术提出了较高的要求。自2008年锁模激光器天文光梳系统在天文台光谱仪上进行波长定标测试以来,高精度波长定标技术得到了飞速发展,并在之后几年相继出现了使用连续光法布里珀罗标准具、电光调制天文光梳、微腔天文光梳等进行波长定标测试的报道。这些技术所实现的定标精度已经超越上一代基于气体吸收池或空心阴极灯的定标精度,并具有支持10 cm/s或更高长期定标精度的潜力。本文总结了这几种技术的现状并对其未来发展做了展望。 展开更多
关键词 多普勒视向速度法 波长定标 天文光梳 法布里珀罗标准具 系外行星探测
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天文光学镜面加工机床控制系统的研究 被引量:1
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作者 郑奕 汪达兴 《制造技术与机床》 CSCD 北大核心 2008年第5期13-17,共5页
通过对光学加工工艺的分析,并结合加工对控制系统的要求,提出采用基于CAN总线的分布式控制系统构架。在子节点上,使用ARM+CPLD的硬件平台构建单轴位置控制器,主控节点使用Windows及其实时扩展RTX作为控制软件的平台,具有很强的开放性、... 通过对光学加工工艺的分析,并结合加工对控制系统的要求,提出采用基于CAN总线的分布式控制系统构架。在子节点上,使用ARM+CPLD的硬件平台构建单轴位置控制器,主控节点使用Windows及其实时扩展RTX作为控制软件的平台,具有很强的开放性、可扩展性。控制系统已成功地应用在2·5m光学加工机床上。 展开更多
关键词 天文光学镜面 数控系统 光学加工
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天文大科学装置冷湖台址监测与先导科学研究——时域天文先导科学研究进展 被引量:1
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作者 蒙克来 孙天瑞 +15 位作者 胡镭 胡茂凯 郑宪忠 刘继峰 张春光 陈孝钿 金志平 马洪 庞成群 韦大明 李正阳 刘慧根 余周毅 周济林 刘怡 吴雪峰 《青海科技》 2022年第4期25-42,共18页
时域天文近年来发展迅速,已成为天文学和相关物理研究的重大突破方向,而时域天文的发展需要高性能的时域天文观测设备,以及能发挥设备观测能力的优质天文台址。2019年6月,青海省科技厅启动了重大科技专项“天文大科学装置冷湖台址监测... 时域天文近年来发展迅速,已成为天文学和相关物理研究的重大突破方向,而时域天文的发展需要高性能的时域天文观测设备,以及能发挥设备观测能力的优质天文台址。2019年6月,青海省科技厅启动了重大科技专项“天文大科学装置冷湖台址监测与先导科学研究”,专项针对青海冷湖优良的天文观测条件及未来将落户冷湖的大型天文观测设备的观测能力,利用现有的天文观测设施开展了一系列时域天文先导科学研究。研究内容包括光学时域天文的观测研究,如光学时域天文的观测策略和基于深度学习的暂现源数据处理系统搭建,并利用姚安光电阵列CHES和南极巡天望远镜AST3-Ⅲ等设备进行时域天文观测。先导研究还包括围绕大视场巡天望远镜WFST开展的一系列前期研究,如WFST暂现源观测管线系统和数据处理系统的搭建,WFST对暂现源观测的预研,利用WFST开展星系形成和演化的预研,以及中子星、黑洞、引力波等的理论预研等。 展开更多
关键词 冷湖 赛什腾山 时域天文
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大型光学天文望远镜风载作用分析 被引量:16
11
作者 杨德华 徐灵哲 徐欣圻 《光学技术》 CAS CSCD 北大核心 2009年第3期342-346,共5页
风载对光学天文望远镜结构和镜面的作用将直接影响望远镜的面形精度和跟踪指向控制,从而降低望远镜的像质。特别是未来大型望远镜越来越多地采用主动光学技术,风载的作用将是影响主动光学子镜的主动控制及望远镜整体性能的重要因素。回... 风载对光学天文望远镜结构和镜面的作用将直接影响望远镜的面形精度和跟踪指向控制,从而降低望远镜的像质。特别是未来大型望远镜越来越多地采用主动光学技术,风载的作用将是影响主动光学子镜的主动控制及望远镜整体性能的重要因素。回顾了大型望远镜风载作用的分析方法和随机风载的性质,详细介绍了采用风速功率谱密度方法进行随机风载分析的过程和采用有限元方法分析建模的方法;建立了一个拼接镜面主动光学望远镜的完整计算模型,研究了子镜及望远镜整体在风载作用下的静态和动态响应,并分析了风载对镜面面形和望远镜的跟踪指向精度的影响。 展开更多
关键词 天文望远镜 风载 功率谱密度 拼接镜面主动光学 有限元法
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大型天文望远镜高精度摩擦传动的研究 被引量:8
12
作者 王国民 姚正秋 +1 位作者 马礼胜 李国平 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 2004年第6期592-597,共6页
提出了一种大型天文望远镜高精度摩擦传动的光学检测机构,用来检测主、从动轮旋转轴线的扭转角。并设计了相应的调整机构。利用这套机构使得主、从动轮的扭转夹角控制在30″以内。实验结果表明,在运行过程中没有出现抖动现象。传动系统... 提出了一种大型天文望远镜高精度摩擦传动的光学检测机构,用来检测主、从动轮旋转轴线的扭转角。并设计了相应的调整机构。利用这套机构使得主、从动轮的扭转夹角控制在30″以内。实验结果表明,在运行过程中没有出现抖动现象。传动系统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。30min内低速可达0.05″/s,位置精度RMS值为0.009″左右。正弦运动幅值30′,最大速度36″/s,最大加速度为0.18″/s2。这些指标满足了LAM OST天文望远镜的技术要求。克服了由于安装等原因导致旋转轴线之间存在扭转角,进而使得天文望远镜所跟踪的目标在视场中出现抖动,甚至严重会漂移出视场的局限,实现了外圆摩擦传动主、从动轮旋转轴线在空间平行的理想位置。 展开更多
关键词 天文望远镜 摩擦传动 传动精度 精度分析
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大型天文望远镜摩擦传动系统低速特性的研究 被引量:13
13
作者 汪达兴 杜福嘉 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第2期274-278,共5页
研究了大型天文望远镜摩擦传动系统的运行原理和特性,并进行了实验。结果表明,影响摩擦传动低速稳定运行的因素很多,主要有:编码器的测量误差,环境变化引起的误差,摩擦力矩和电机波动力矩等引起的误差,以及加工制造和安装引起的误差。... 研究了大型天文望远镜摩擦传动系统的运行原理和特性,并进行了实验。结果表明,影响摩擦传动低速稳定运行的因素很多,主要有:编码器的测量误差,环境变化引起的误差,摩擦力矩和电机波动力矩等引起的误差,以及加工制造和安装引起的误差。另外在整个传动链中其它部分的摩擦力矩也不可能是一个定值,也存在力矩波动。结果还表明,利用非线性PID控制算法增益参数非线性变化的特性,可以使得控制系统既能达到响应速度快,无超调的目的,又能增强抵抗影响摩擦传动低速稳定运行因素的能力。实验中,低速可以达到0.2″/s,位置精度为0.032″(RMS),证明了这种方法是行之有效的。 展开更多
关键词 天文望远镜 摩擦传动 超低速 非线性PID控制
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天文仪器中图像跟踪定位算法的比较研究 被引量:6
14
作者 王丽丽 胡中文 季杭馨 《天文学报》 CSCD 北大核心 2012年第5期441-448,共8页
天文光学观测中采用快速图像跟踪定位可以降低大气视宁度和望远镜跟踪误差的影响,提高观测效率.针对天文仪器观测的需要选择了两类共5种算法,通过数值实验和实验室实测对这两类算法在不同噪声背景下的精度和稳定性进行了比较研究,数值... 天文光学观测中采用快速图像跟踪定位可以降低大气视宁度和望远镜跟踪误差的影响,提高观测效率.针对天文仪器观测的需要选择了两类共5种算法,通过数值实验和实验室实测对这两类算法在不同噪声背景下的精度和稳定性进行了比较研究,数值实验和实验室测试的结果表明归一化互相关法和重心法既有较高的精度,又有较好的抗干扰可靠性,将分别被应用于2.16 m望远镜的高色散光谱仪前置系统和SONG(Stellar Observations Network Group)项目的科学仪器. 展开更多
关键词 望远镜 技术 图像处理 方法 数值 方法 实验室
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天文光干涉技术 被引量:7
15
作者 王海涛 周必方 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 2003年第4期320-325,共6页
望远镜技术和光干涉技术的结合是提高望远镜分辨率的方法之一。介绍了天文光干涉的原理和实现恒星光干涉主要的几个关键技术,星光采集的定天镜系统、光程补偿的延迟线系统、光束平行性调整的星光方向矫正系统和计算机全自动控制系统,简... 望远镜技术和光干涉技术的结合是提高望远镜分辨率的方法之一。介绍了天文光干涉的原理和实现恒星光干涉主要的几个关键技术,星光采集的定天镜系统、光程补偿的延迟线系统、光束平行性调整的星光方向矫正系统和计算机全自动控制系统,简要介绍光学综合孔径干涉成像技术、天文光干涉的研究状况和天文光干涉技术的发展方向。 展开更多
关键词 天文光干涉 望远镜 分辨率 光学综合孔径 定天镜 延迟线 主动镜
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大口径光学平面瑞奇-康芒检测技术的研究 被引量:11
16
作者 袁吕军 邢娜 《光学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第5期737-740,744,共5页
在瑞奇-康芒定量检测中,被检数据中除了被检平面本身所固有的像散以外,还存在由于大曲率所造成的像散,这样就很难得到准确的被测平面面形误差,给指导镜面加工带来困难。对瑞奇-康芒检测法中由于瑞奇角产生的压缩图像进行展开,同时旋转... 在瑞奇-康芒定量检测中,被检数据中除了被检平面本身所固有的像散以外,还存在由于大曲率所造成的像散,这样就很难得到准确的被测平面面形误差,给指导镜面加工带来困难。对瑞奇-康芒检测法中由于瑞奇角产生的压缩图像进行展开,同时旋转被测平面进行推导,该方法将被检平面高低误差和被检平面本身的像散进行分离,使得检测结果更加准确地反映被检平面面形。通过与其它检测方法的比对,可以证明此方法的可行性、可靠性。给出了大天区面积多目标光纤光谱望远镜(LAMOST)项目中的MA大口径平面子镜的检测实例。 展开更多
关键词 瑞奇-康芒检测 面形误差 光学检测
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大型天文光学望远镜超低速跟踪控制 被引量:6
17
作者 周旺平 徐欣圻 《光电工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第11期1-4,共4页
为实现当代大型天文光学望远镜机架伺服系统的高精度控制,利用神经网络预测控制来克服系统中存在的非线性干扰,通过采集机架的输入输出信号训练神经网络来逼近非线性的系统动态,另外,为克服系统外部的风振等非线性干扰,引入了非线性阻... 为实现当代大型天文光学望远镜机架伺服系统的高精度控制,利用神经网络预测控制来克服系统中存在的非线性干扰,通过采集机架的输入输出信号训练神经网络来逼近非线性的系统动态,另外,为克服系统外部的风振等非线性干扰,引入了非线性阻尼项来提高伺服系统的跟踪精度。仿真结果表明了该方法的正确性且能获得较高的控制精度。 展开更多
关键词 神经网络 非线性干扰 伺服系统 光学望远镜
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首架南极天文望远镜CSTAR的光学系统 被引量:6
18
作者 刘根荣 袁祥岩 《天文学报》 CSCD 北大核心 2009年第2期224-232,共9页
2008年1月中国自行研制的首台南极小望远镜阵CSTAR成功安装在南极内陆最高点DOME A,用于天文观测.正如天文学家预言,南极是个极好的天文台址,CSTAR传回的清晰图像,为我们进一步证实了在南极展开天文科考的可能性与优越性.在此重点介绍... 2008年1月中国自行研制的首台南极小望远镜阵CSTAR成功安装在南极内陆最高点DOME A,用于天文观测.正如天文学家预言,南极是个极好的天文台址,CSTAR传回的清晰图像,为我们进一步证实了在南极展开天文科考的可能性与优越性.在此重点介绍我国首台南极望远镜设备CSTAR的光学系统,以及为保证在南极低温环境下望远镜保持高质量成像所采取的措施,最后给出观测结果. 展开更多
关键词 地球 望远镜 选址
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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
19
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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天文光学望远镜轴系驱动方式发展概述 被引量:25
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作者 王国民 《天文学进展》 CSCD 北大核心 2007年第4期364-374,共11页
该文首先介绍了已投入使用的2.5米口径以上的25架地平式光学望远镜和11架赤道式光学望远镜轴系驱动方式,并概述了天文光学望远镜轴系驱动及其相关技术的发展过程;然后对目前国际上在研的6架大型光学望远镜和预研的10架极大光学望远镜轴... 该文首先介绍了已投入使用的2.5米口径以上的25架地平式光学望远镜和11架赤道式光学望远镜轴系驱动方式,并概述了天文光学望远镜轴系驱动及其相关技术的发展过程;然后对目前国际上在研的6架大型光学望远镜和预研的10架极大光学望远镜轴系所采用的驱动形式进行了归类;最后分析了未来极大光学望远镜轴系驱动的发展趋势和与之相关的研究内容. 展开更多
关键词 望远镜驱动 齿轮传动 摩擦传动 直接驱动
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