天文選址是一項非常重要的工作。過去,野外選址需要攜帶的儀器繁多而且笨重,給選址工作帶來很大的不便。為給將來選址及野外臨時觀測提供更好條件,云臺光電實驗室研制了160mm口徑地平式便攜自動望遠(yuǎn)鏡(下文簡稱YNPT)和基于光電倍增管的光子計數(shù)型野外光電測光系統(tǒng)。 本文首先敘述了便攜式自動望遠(yuǎn)鏡的原理和基本設(shè)計思想。并討論了便攜式自動望遠(yuǎn)鏡特有的支架傾斜誤差的校正問題。然后專門介紹伺服控制系統(tǒng)的設(shè)計。YNPT望遠(yuǎn)鏡采用直流電機數(shù)字位置PID伺服控制,設(shè)計指向精度5’。緊接著簡要敘述望遠(yuǎn)鏡上位機硬件設(shè)計和軟件開發(fā)。詳細(xì)討論了基于ARM微控制器的嵌入式系統(tǒng)方案。 文章最后,詳述了基于光電倍增管的光子計數(shù)器型光度計原理、設(shè)計和調(diào)試。并通過該系統(tǒng)實地測量了夜天光背景。 全文總結(jié)了本人攻讀碩士期間在便攜式天文儀器開發(fā)方面所做的工作。整個系統(tǒng)涉及嵌入式控制、伺服控制、光電探測、嵌入式操作系統(tǒng)等技術(shù)。

【文章頁數(shù)】：88 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
前言
第1章 建造便攜式自動望遠(yuǎn)鏡
    1.1 便攜式自動望遠(yuǎn)鏡的發(fā)展
    1.2 建造望遠(yuǎn)鏡
    1.3 YNPT設(shè)計思想
        1.3.1 光學(xué)鏡筒
        1.3.2 支架類型
        1.3.3 驅(qū)動和傳動
        1.3.4 控制系統(tǒng)
    1.4 望遠(yuǎn)鏡基礎(chǔ)
        1.4.1 天球坐標(biāo)
        1.4.2 跟蹤目標(biāo)
        1.4.3 望遠(yuǎn)鏡支架校正
第2章 便攜望遠(yuǎn)鏡驅(qū)動
    2.1 電機控制理論
        2.1.1 電機控制
        2.1.2 數(shù)字PID控制
    2.2 調(diào)研與選型
        2.2.1 系統(tǒng)目標(biāo)
        2.2.2 選擇驅(qū)動電機
        2.2.3 位置反饋
        2.2.4 光電編碼器的鑒相
        2.2.5 電機PWM驅(qū)動
        2.2.6 控制單元
    2.3 YNPT電機伺服系統(tǒng)設(shè)計
        2.3.1 電路設(shè)計
        2.3.2 編程和調(diào)試
第3章 望遠(yuǎn)鏡控制系統(tǒng)
    3.1 系統(tǒng)功能
        3.1.1 基本功能
        3.1.2 高級功能
        3.1.3 控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
    3.2 基于ARM微控制器的嵌入式系統(tǒng)
        3.2.1 32位ARM內(nèi)核簡介
        3.2.2 Philips LPC2130系列ARM內(nèi)核單片機
        3.2.3 調(diào)試和開發(fā)
        3.2.4 嵌入式操作系統(tǒng)
    3.3 上位機設(shè)計
        3.3.1 鍵盤和顯示
        3.3.2 電池供電
        3.3.3 實時時鐘
        3.3.4 uC／OSII移植和中文界面
    3.4 控制系統(tǒng)1.0版回顧
        3.4.1 概況
        3.4.2 電機控制系統(tǒng)
        3.4.3 上位機軟硬件
第4章 便攜式光電光度計
    4.1 光電探測器
        4.1.1 光電倍增管
        4.1.2 CCD探測器
        4.1.3 便攜光電光度計
        4.1.4 光子計數(shù)方式
    4.2 光度計設(shè)計
        4.2.1 光度計結(jié)構(gòu)
        4.2.2 制冷
        4.2.3 光路簡介
        4.2.4 光電倍增管選型
        4.2.5 倍增管高壓電源
        4.2.6 前端電路
        4.2.7 計數(shù)及數(shù)據(jù)采集
    4.3 夜天光實測
        4.3.1 觀測設(shè)備和步驟
        4.3.2 數(shù)據(jù)處理
        4.3.3 小結(jié)
總結(jié)
參考文獻(xiàn)
附錄1 GAL16V8硬件鑒相程序
在學(xué)期間發(fā)表的文章
致謝



本文編號：3788731