【摘要】：大口徑反射式望遠鏡是現(xiàn)代望遠鏡發(fā)展的主要方向,它廣泛應用于空間觀測、軍事探測、天體運行檢測等領(lǐng)域。主鏡支撐系統(tǒng)是反射式望遠鏡的關(guān)鍵技術(shù),系統(tǒng)支撐性能的好壞直接影響望遠鏡的觀測精度。在現(xiàn)有及正在研究和應用的支撐方案中,液壓支撐方案由于支撐精度高、支撐力均勻、快速調(diào)節(jié)等優(yōu)點而成為主鏡支撐的優(yōu)選方案。但是具備多優(yōu)點的主鏡液壓支撐系統(tǒng)在實現(xiàn)高精度和高動態(tài)響應目標方面存在困難,設(shè)計方案的合理性和機電液各環(huán)節(jié)的因素均會對其產(chǎn)生影響。論文在分析國內(nèi)外大口徑望遠鏡的研究和應用情況的基礎(chǔ)上,設(shè)計了一個主鏡液壓支撐實驗臺,以液壓環(huán)節(jié)的油液彈性模量為研究對象,分析其對主鏡液壓支撐系統(tǒng)動態(tài)性能的影響規(guī)律。通過真空除氣處理提高油液彈性模量,然后以優(yōu)化前后的不同油液彈性模量為基礎(chǔ),利用仿真和實驗來分析主鏡液壓支撐系統(tǒng)在改變油液彈性模量前后的動態(tài)響應和動態(tài)精度的變化情況。本文的主要研究內(nèi)容如下:第一章,闡述了課題背景和研究意義,在查閱國內(nèi)外望遠鏡支撐技術(shù)相關(guān)文獻的基礎(chǔ)上,總結(jié)和發(fā)現(xiàn)液壓支撐技術(shù)發(fā)展的技術(shù)難點:系統(tǒng)的高精度和高動態(tài)響應問題。并結(jié)合傳統(tǒng)液壓系統(tǒng)的分析,提出了油液彈性模量對主鏡液壓支撐系統(tǒng)動態(tài)性能影響的研究方向。同時分析了油液彈性模量的影響因素和對比了提高油液彈性模量的不同方案,發(fā)現(xiàn)真空除氣方案原理清晰、實現(xiàn)方便。最后提出了本課題的主要研究內(nèi)容。第二章,根據(jù)主鏡支撐系統(tǒng)的控制精度和響應速度的要求,設(shè)計了一個由油液補償裝置和電控系統(tǒng)組成的液壓支撐系統(tǒng)實驗臺。對比和分析不同驅(qū)動方式的油液補償裝置的優(yōu)缺點,確定了伺服電機帶絲杠的驅(qū)動方案,并利用控制板卡和驅(qū)動器來控制伺服電機的位移,為第五章中主鏡液壓支撐單元的性能實驗做基礎(chǔ)。第三章,對油液彈性模量進行理論分析和實驗優(yōu)化,為第四章的仿真和第五章的實驗提供不同的油液彈性模量值。通過理論和數(shù)值分析的方式解釋密閉容器中油液彈性模量、含氣量和氣壓溫度的關(guān)系,并基于三者之間的關(guān)系,設(shè)計了一個適合主鏡液壓支撐系統(tǒng)油液處理及注油的真空除氣設(shè)備,對油液進行不同溫度和氣壓條件下的含氣量檢測實驗,驗證真空除氣原理的合理性,最后通過注油實驗和轉(zhuǎn)換計算得到了不同油液彈性模量值。第四章,針對由主鏡液壓支撐缸和第二章設(shè)計的油液補償裝置組成的主鏡液壓支撐單元建立了機電液數(shù)學模型,分析了液壓部分的影響因素,并通過MATLAB軟件仿真,分析油液彈性模量、位移放大液壓缸和支撐液壓杠有效工作面積對主鏡液壓支撐單元動態(tài)響應和動態(tài)精度的影響規(guī)律。第五章,利用第二章設(shè)計的油液補償裝置和電控系統(tǒng)搭建主鏡液壓支撐單元實驗臺,驗證支撐單元液壓部分的數(shù)學模型,利用第三章設(shè)計的真空除氣設(shè)備對油液進行處理,進行不同油液彈性模量下的響應性實驗和動態(tài)誤差模擬實驗,實驗較好的反映了油液彈性模量對主鏡液壓支撐單元動態(tài)性能的影響。第六章,對全文的工作進行了概括總結(jié),并對本課題下一步工作進行了展望。
【學位授予單位】：浙江大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2017
【分類號】：TH743
【圖文】：

觀察目標成像的大小和準確度。地基光學望遠鏡一般可分為折射式、反射式和折逡逑反射式吉種，其中折射式望遠鏡由于材料本身的復雜加王工藝而應用于中小型光逡逑學系統(tǒng)，與之相反，大口徑地基望遠鏡常采用反射式結(jié)構(gòu)如圖１．１所示。逡逑目前世界上口徑在２ｍ邋Ｗ上的地基反射式望遠鏡己超過１００臺，歐洲、美國逡逑和日本己建成并使用８ｍ及レNB上的地基望遠鏡，不斷涌現(xiàn)的新型光學材料和先進逡逑光學如工技米使望遠鏡的口徑不斷增大，提高實際觀測的分辨率Ｗ。但是隨著望逡逑遠鏡口卷的增大，主鏡（困１．１中的Ｍｌ）的質(zhì)量不斷增大，其支撐結(jié)構(gòu)面臨跟逡逑大的挑戰(zhàn)，因為支撐結(jié)構(gòu)的性能好壞會影響望遠鏡主鏡的姿態(tài)和觀測精度。逡逑＇＇ｉ－７－Ｔ７７ＴＴＴｎｌ邐％５逡逑＼邋ｊ邋Ｆｊｕｎａｉｙ邋ｍｕｉｏｉ逡逑Ｃａｊｔ．＇ｉｃｐ＇ａｍ邋ｆｏＣＴｉ？邋ｆ邐（邐＊邐邐Ｍｉｉ－ｉ－ｏｒ邋ｃｅｌｌ逡逑（ａ）平面示意圖邐（ｂ）邋Ｚ維模型圖逡逑圖１．１反射式望遠鏡結(jié)構(gòu)示意圖Ｗ逡逑大口徑望遠鏡的主鏡支d誚峁故怯殺歡С擰＃幔螅螅椋觶澹輿擔穡錚潁簦┖橢鞫С佩義希ǎ粒悖簦椋觶邋澹櫻酰穡穡錚潁簦┳槌桑渲斜歡С歐治嵯蛑С牛ǎ粒椋幔歟櫻酰穡穡錚潁簦┖筒嘞蛑у義銑牛ǎ蹋幔簦澹潁幔歟櫻酰穡穡錚潁簦�，轴向支撑支硨懝直主镜镜面份^虻鬧匚�，侧向支撑支翅吔辶x閑兄骶稻得娣較虻鬧亓

本文編號：2733396