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FAST主反射面节点运动控制算法

发布时间:2019-10-12 00:14
【摘要】:500 m口径球面射电望远镜FAST的创新技术之一是主动反射面。2 300个控制反射面运动的控制器在收到上位机发送的观测指令后,通过规划算法计算节点的目标长度,驱动电机运动。电机带动促动器丝杠伸缩,使得在照明口径内反射面由球面变成抛物面,实现反射面整网控制。对节点运动速率算法进行了优化,优化目标为在满足控制精度的前提下,选取适当的控制周期,使得电机的启停次数最少,减小电机磨损。为FAST主反射面控制选择何种电机提供参考。
【图文】:

控制坐标系,抛物面


λ 为观测站的地理经度,α 为天体的赤经。由图 1 及地平坐标系与时角坐标系的关系有:x = rsky( - sinφcosδcosH + cosφsinδ)y = - rskycosδsinHz = rsky( cosφcosδcosH + sinφsinδ{)( 3)设某时刻抛物面顶点 Om的球面坐标为( rom,θom,βom) ,由于抛物面顶点始终在球面上,所以 rom=- R。由式( 3) 及地平坐标与球坐标的关系得到抛物面顶点 Om的球面坐标为:romθomβ om=-Rcos-1( )zrtg-1( ) yx=-Rcos-1(cosφcosHcosδ +sinφsinδ)tg-1-cosδsinH-sinφcosHcosδ +cosφsin( ) δ( 4)在地平直角坐标系{ x,y,z} 中,抛物面顶点在球冠中心时,用球坐标表示的抛物面方程为:r2sin2θ + 4Frcosθ - 4FR = 0 ( 5)式( 5) 中 F 为焦距等于 0. 467R

微波光学


图 2 FAST 微波光学图[5]由图 2 可得,抛物面上的节点与抛物顶点最大夹角 γ = sin- 1( D/2/R) = 30°,其中照明口径 D =300 m。cos( ω) ≤cos( γ) ,,由公式( 7) 分母不为零,有 ω = ( 0,30°]。则节点 Ni从球面沿径向移动到当前理想抛物4 90科 学 技 术 与 工 程 12 卷
【作者单位】: 贵州大学理学院;中国科学院国家天文台;
【基金】:国家自然科学基金(10878017)资助
【分类号】:P111.44

【参考文献】

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【共引文献】

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本文编号:2547763

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