本文關(guān)鍵詞：主動(dòng)光學(xué)力促動(dòng)器控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

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【摘要】：主動(dòng)光學(xué)技術(shù)是現(xiàn)代大望遠(yuǎn)鏡系統(tǒng)中的關(guān)鍵技術(shù)之一,屬于力學(xué)、光學(xué)、計(jì)算機(jī)、精密機(jī)械和自動(dòng)控制的交叉領(lǐng)域,其主要思想是對(duì)鏡面面形失真進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測(cè)、實(shí)時(shí)校正。主動(dòng)光學(xué)校正的對(duì)象是鏡面的熱變形、重力變形和加工誤差,這些誤差變化緩慢,校正頻率只要10-2~1Hz就能滿(mǎn)足要求。主動(dòng)光學(xué)的原理是利用波前傳感器(一般為Shack-Hartmann)檢測(cè)鏡面的面形失真,并據(jù)此解算出應(yīng)該施加的校正力及其坐標(biāo),主控機(jī)將校正力通過(guò)總線(xiàn)發(fā)送給相應(yīng)的力促動(dòng)器,由力促動(dòng)器對(duì)鏡面進(jìn)行校正。本文的主要研究?jī)?nèi)容為力促動(dòng)器控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì),以及力促動(dòng)器的控制方法。論文主要分為4個(gè)部分:第一部分首先介紹了力促動(dòng)器的機(jī)械結(jié)構(gòu)和工作原理,并在此基礎(chǔ)上完成了力促動(dòng)器控制系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì),提出了采用CAN總線(xiàn)建立分布式控制網(wǎng)絡(luò)的方案,分析了系統(tǒng)的軟硬件需求,給出了系統(tǒng)預(yù)期達(dá)到的性能指標(biāo)。第二部分設(shè)計(jì)了控制系統(tǒng)需要的所有硬件電路,包括力促動(dòng)器控制電路、步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路、力信號(hào)采集電路,以及系統(tǒng)電源電路,完成了系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的搭建。第三部分首先進(jìn)行了力促動(dòng)器控制算法的研究,仔細(xì)分析了開(kāi)環(huán)和閉環(huán)兩種控制策略在力促動(dòng)器控制系統(tǒng)中的優(yōu)缺點(diǎn),設(shè)計(jì)了帶死區(qū)的PID控制器。其次,介紹了力促動(dòng)器控制系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)方法,詳細(xì)地分析了系統(tǒng)各功能模塊的實(shí)現(xiàn)方法,并給出了詳細(xì)的程序流程圖。第四部分對(duì)力促動(dòng)器控制系統(tǒng)進(jìn)行了性能測(cè)試和實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析,包括力促動(dòng)器性能測(cè)試,力信號(hào)采集電路標(biāo)定和轉(zhuǎn)換精度測(cè)試,力促動(dòng)器控制實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,系統(tǒng)能夠按照所期望的方式工作,能夠滿(mǎn)足主動(dòng)光學(xué)面形校正力的精度要求,并且具有良好的響應(yīng)性能,具有一定的工程實(shí)用價(jià)值。
【學(xué)位授予單位】：中國(guó)科學(xué)院研究生院(長(zhǎng)春光學(xué)精密機(jī)械與物理研究所)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類(lèi)號(hào)】：TH751

【相似文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：1279074