天文望遠(yuǎn)鏡流程控制中關(guān)鍵技術(shù)的研究
本文關(guān)鍵詞：天文望遠(yuǎn)鏡流程控制中關(guān)鍵技術(shù)的研究
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【摘要】：隨著科學(xué)技術(shù)的日益發(fā)展,天文望遠(yuǎn)鏡從小口徑逐漸向大口徑的方向發(fā)展,從陸地向外太空發(fā)展。天文望遠(yuǎn)鏡是一個(gè)復(fù)雜的精密儀器,隨著光學(xué)水平,機(jī)械水平,電子學(xué)水平的提高。天文望遠(yuǎn)鏡精密化程度,復(fù)雜程度都顯著提高。與此同時(shí)對望遠(yuǎn)鏡控制系統(tǒng)的要求也就上了一個(gè)臺階。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展,天文望遠(yuǎn)鏡控制系統(tǒng)的自動(dòng)化控制程度需要越來越高。望遠(yuǎn)鏡控制系統(tǒng)需要具有穩(wěn)定,可拓展的良好構(gòu)架,這樣才能使得望遠(yuǎn)鏡控制系統(tǒng)在如今技術(shù)快速發(fā)展的情況下保持持續(xù)的生命力。 本論文首先介紹國內(nèi)外望遠(yuǎn)鏡的發(fā)展趨勢,通過對國內(nèi)外望遠(yuǎn)鏡的趨勢的研究得到望遠(yuǎn)鏡控制框架的需求要求。望遠(yuǎn)鏡控制系統(tǒng)需要具有更好的通用性,擴(kuò)展性。不同的望遠(yuǎn)鏡控制需求之間具有很多相似性,這就給我們構(gòu)架一種通用的望遠(yuǎn)鏡控制結(jié)構(gòu)提供了可能。 之后介紹FAST望遠(yuǎn)鏡控制系統(tǒng)的研究,FAST望遠(yuǎn)鏡控制系統(tǒng)使用CORBA作為通信中間件,采用分布式的方式構(gòu)建整個(gè)望遠(yuǎn)鏡控制系統(tǒng)。不同組件可以通過命名服務(wù)相互連接,通過消息總線進(jìn)行信息交換。在各個(gè)組件中,我們主要通過對消息總線、執(zhí)行器、饋源支撐子系統(tǒng)等面剖析FAST望遠(yuǎn)鏡控制系統(tǒng)中的關(guān)鍵技術(shù)。在對消息總線的研究中,使用OpenDDS來實(shí)現(xiàn)消息總線,并對其進(jìn)行性能測試。在執(zhí)行器中使用XML的方式構(gòu)建命令流,完成通用化的命令分發(fā)架構(gòu)。 在BSST望遠(yuǎn)鏡控制系統(tǒng)的研究中,采用RTS2和Epics相結(jié)合的方式,RTS2本身是一個(gè)望遠(yuǎn)鏡開源控制框架。而Epics在加速器控制系統(tǒng)中廣泛應(yīng)用具有很好的實(shí)時(shí)性。我們通過Epics控制具體硬件,作為設(shè)備控制層,而RTS2作為上層控制架構(gòu)對望遠(yuǎn)鏡進(jìn)行整體的觀測控制。在控制系統(tǒng)中具體研究了執(zhí)行器的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn),使用面向?qū)ο蟮脑O(shè)計(jì)方法將不同的命令抽象為命令類,并與RTS2事件機(jī)制相結(jié)合完成對不同子系統(tǒng)／設(shè)備的控制。此外還對調(diào)焦系統(tǒng)進(jìn)行了設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn),通過控制望遠(yuǎn)鏡子系統(tǒng)和相機(jī)子系統(tǒng)完成自動(dòng)調(diào)焦功能。 最后通過對FAST望遠(yuǎn)鏡和BSST望遠(yuǎn)鏡控制系統(tǒng)中流程控制技術(shù)的不同做出比較。在技術(shù)實(shí)現(xiàn),驅(qū)動(dòng)模型,構(gòu)架,流程控制等多個(gè)方面對它們進(jìn)行比較,進(jìn)而得到兩種流程控制技術(shù)的優(yōu)缺點(diǎn)。
【關(guān)鍵詞】：望遠(yuǎn)鏡 流程控制 控制系統(tǒng)框架 面向?qū)ο?/strong> RTS2 CORBA EPICS
【學(xué)位授予單位】：中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TH751
【目錄】：
- 摘要5-6
- ABSTRACT6-11
- 第1章 引言11-18
- 1.1 天文望遠(yuǎn)鏡的發(fā)展歷史11-12
- 1.2 現(xiàn)代望遠(yuǎn)鏡的發(fā)展12-13
- 1.3 FAST望遠(yuǎn)鏡簡介13-14
- 1.4 BSST望遠(yuǎn)鏡簡介14-15
- 1.5 望遠(yuǎn)鏡控制系統(tǒng)簡介15-16
- 1.6 小結(jié)16-18
- 第2章 FAST總控系統(tǒng)架構(gòu)18-37
- 2.1 FAST總控系統(tǒng)簡介18-21
- 2.1.1 FAST總控系統(tǒng)用例模型18-19
- 2.1.2 FAST控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)19-21
- 2.2 CORBA簡介21
- 2.3 基于OpenDDS的消息總線設(shè)計(jì)21-23
- 2.3.1 OpenDDS簡介22-23
- 2.4 OpenDDS與IceStorm的性能測試23-26
- 2.4.1 測試方法簡介23-24
- 2.4.2 吞吐量比較24-26
- 2.5 FAST觀測計(jì)劃26-28
- 2.5.1 觀測模式的定義27-28
- 2.6 命令執(zhí)行器的設(shè)計(jì)28-35
- 2.6.1 命令執(zhí)行器的需求分析28-29
- 2.6.2 執(zhí)行器的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和狀態(tài)轉(zhuǎn)換29-31
- 2.6.3 執(zhí)行器的命令發(fā)送流程31-32
- 2.6.4 命令流格式32-33
- 2.6.5 執(zhí)行器與子系統(tǒng)的連接33
- 2.6.6 饋源支撐子系統(tǒng)代理33-34
- 2.6.7 總控系統(tǒng)與饋源支撐測控系統(tǒng)接口34-35
- 2.7 FAST控制系統(tǒng)主界面35-36
- 2.8 小結(jié)36-37
- 第3章 BSST遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)37-63
- 3.1 BSST控制系統(tǒng)簡介37-38
- 3.2 BSST遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)需求分析38-39
- 3.3 BSST控制系統(tǒng)整體框架39-40
- 3.4 BSST驅(qū)動(dòng)模型40-43
- 3.4.1 BSST核心組件結(jié)構(gòu)40-41
- 3.4.2 BSST核心組件工作方式41-42
- 3.4.3 BSST設(shè)備狀態(tài)42
- 3.4.4 BSST通信協(xié)議格式42-43
- 3.5 BSST觀測模式和觀測計(jì)劃43-48
- 3.5.1 觀測模式簡介43-44
- 3.5.2 BSST觀測流程44
- 3.5.3 觀測計(jì)劃數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)44-46
- 3.5.4 觀測模板實(shí)例46-48
- 3.6 命令執(zhí)行器的設(shè)計(jì)48-55
- 3.6.1 BSST執(zhí)行器簡介48-51
- 3.6.2 執(zhí)行器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)51-52
- 3.6.3 執(zhí)行器的工作流程和接收命令52-54
- 3.6.4 執(zhí)行器類的設(shè)計(jì)54-55
- 3.7 望遠(yuǎn)鏡IOC的設(shè)計(jì)55-58
- 3.7.1 望遠(yuǎn)鏡IOC總體設(shè)計(jì)56
- 3.7.2 運(yùn)行數(shù)據(jù)和DeviceSupport設(shè)計(jì)56-58
- 3.8 調(diào)焦組件的設(shè)計(jì)58-61
- 3.8.1 調(diào)焦組件整體框架58
- 3.8.2 調(diào)焦流程和評價(jià)參數(shù)58-59
- 3.8.3 調(diào)焦策略的制定59-61
- 3.9 遠(yuǎn)程控制主界面61-62
- 3.10 小結(jié)62-63
- 第4章 兩種流程控制技術(shù)的比較63-68
- 4.1 技術(shù)實(shí)現(xiàn)的比較63-64
- 4.2 控制框架的比較64-65
- 4.3 驅(qū)動(dòng)模型的比較65-66
- 4.4 觀測流程控制方式的比較66-67
- 4.5 小結(jié)67-68
- 第5章 總結(jié)和展望68-70
- 參考文獻(xiàn)70-72
- 致謝72-73
- 在學(xué)期間發(fā)表論文和獲獎(jiǎng)情況73
【參考文獻(xiàn)】
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，本文編號：650513
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