高精度力促动器控制系统的设计

	高精度力促动器控制系统的设计
	王晶
	2016-10-01
发表期刊	中国科学院长春光学精密机械与物理研究所
期号	6
摘要	望远镜是进行天文观测的重要工具,它的口径越大,集光能力则越强,分辨能力则越高。随着口径的增大,主镜受风力、温度、重力等因素影响,会产生一定的面形变化,对望远镜成像质量产生影响,因此对主镜面形进行实时控制十分有必要,通过校正风力、温度以及重力等因素对镜面产生的影响,来将成像质量提高。在大型地基望远镜中,通过控制主动光学系统中的力促动器能够实现主镜面形的实时控制。近年来,主动光学技术已经成为大型地基望远镜系统中的重要技术之一,它属于自动控制、精密机械、计算机和光学的交叉领域。它的原理是通过波前传感器对镜面的面形失真进行检测,并据此计算出要施加的校正力和它的坐标,然后将需要的校正力值经过总线传递给对应的力促动器,从而控制力促动器施加压力或拉力,实现主动调整支撑力,达到控制面形的目的。本文研究的主要内容是力促动器控制系统的软硬件设计。论文主要分为4个部分:第一部分先对力促动器的工作原理和机械结构进行了介绍,并在这个基础上进行了力促动器控制系统方案设计,给出了系统预期可以达到的指标参数。第二部分对控制系统需要的部分硬件电路进行了设计,包括系统电源电路、力信号采集电路、电机驱动电路以及力促动器控制电路,搭建了系统实验平台。第三部分先对闭环控制策略在力促动器控制系统的优缺点进行了分析,完成了带死区的变速积分PID控制器的设计。然后,对力促动器控制系统软件设计方法进行了介绍,并完成了详细的程序流程图设计。第四部分对力促动器控制系统完成了性能测试,并进行了实验结果分析,包括力促动器控制实验、力采集电路转换精度测试和标定、力促动器性能测试。从实验结果可以看出,系统可以按照预期方式进行工作,可以达到主镜面形校正力的精度要求,并且拥有较好的响应性能,具备一定程度的工程实用价值。
关键词	主动光学力促动器控制系统电路设计
语种	中文
文献类型	期刊论文
条目标识符	http://ir.ciomp.ac.cn/handle/181722/58172
专题	中科院长春光机所知识产出
推荐引用方式 GB/T 7714	王晶. 高精度力促动器控制系统的设计[J]. 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所,2016(6).
APA	王晶.(2016).高精度力促动器控制系统的设计.中国科学院长春光学精密机械与物理研究所(6).
MLA	王晶."高精度力促动器控制系统的设计".中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 .6(2016).

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高精度力促动器控制系统的设计.caj（4104KB）	期刊论文	作者接受稿	开放获取	CC BY-NC-SA	浏览下载