空间望远镜次镜六自由度调节技术研究

发布时间：2017-11-23 16:45

  本文关键词：空间望远镜次镜六自由度调节技术研究

  更多相关文章： 次镜调节 Stewart平台 音圈电机 PID控制 调节实验

【摘要】：近年来随着微纳卫星技术的逐步发展、对地观测技术应用领域的逐渐拓宽,利用微纳卫星平台搭载展开式空间望远镜以获得高分辨率图像的技术越来越受到研究人员的关注和重视。由于展开式望远镜在展开后难以保证主、次镜之间的相对位置精度,故次镜调节是展开式空间望远镜的关键技术之一,本文主要研究一种次镜六自由度调节技术。首先,设计了一种具有六自由度调节能力的次镜调节平台。该平台采用新型Stewart平台作为基础结构,介绍了该平台的结构特点,验证了该平台的自由度,并提出了一种该调节平台的正逆向运动问题求解算法。其次,根据该调节平台的结构特点和实现的难易程度,确定该次镜调节Stewart平台的总体控制策略为关节式计算机分布式控制策略。再次,根据望远镜光学系统的误差分配结果,得出次镜调节Stewart平台控制系统需要达到的控制指标。通过研究音圈电机工作原理,描述了其数学模型,并通过分析该模型的单位阶跃响应特性,设计了一个具有电流环和位置环的双闭环定位控制系统,通过仿真得出该双闭环控制系统具有优越的单位阶跃响应特性和动态跟踪特性。利用ASD驱动器实现该定位控制系统,并进行音圈电机定位控制实验,实验结果表明,音圈电机定位控制精度达到±0.5um,满足设计要求。最后,在SimMechanics中建立次镜调节Stewart平台结构模型,并通过与Simulink结合使用对逆向运动问题求解算法精度进行验证。利用DMC2610控制卡提供的C++函数库编写次镜六自由度调节程序,使得音圈电机按规划轨迹运动,简化了调节过程。在论文的结尾,对上述工作进行了总结,并提出了当前需要解决的问题,并对未来需要的工作进行了展望。
【学位授予单位】：中国科学院研究生院(西安光学精密机械研究所)
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TH751

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本文编号：1219135