LAMOST光纤单元多进程控制系统设计

发布时间：2017-10-04 06:33

  本文关键词：LAMOST光纤单元多进程控制系统设计

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【摘要】：LAMOST(大天区面积多目标光纤光谱天文望远镜)是由我国自主创新设计的大型光学望远镜。自正式投入使用以来,LAMOST已经获得了成千上万星象的光谱,为我国天文学在大规模光学光谱观测和大视场天文学研究等领域做出了巨大贡献。 LAMOST光纤单元控制系统是一个复杂的系统,它负责与光纤单元控制相关的所有业务,是整个LAMOST系统的重要部分。它的设计将影响光纤单元的定位精度,并最终影响获取到的光谱的数量和质量。 本文将介绍LAMOST光纤单元控制系统的多进程实现方式。按照系统所处理的业务类型的不同,将整个系统分为核心模块、显示模块、底层通信模块和位置检测模块等四个部分并分别设计。其中,核心模块主要负责数据处理和进程调度等工作；显示模块负责显示焦面光纤单元的位置状态;底层通信模块负责与下位机通信控制光纤单元运转；位置检测模块负责检测光纤位置。每个模块可以作为一个独立的程序运行并实现对应的功能,同时,多个模块通过进程间协作可以完成特定的任务。与传统的单一进程的控制程序相比,基于多进程的LAMOST控制系统更加健壮,更易扩展。特别是当有新的控制理论和测量方法需要进行实验时,基于多进程的LAMOST控制系统修改和调试起来更加方便。
【关键词】：LAMOST 光纤单元控制系统 多进程
【学位授予单位】：中国科学技术大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TP273;TH751
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 第1章 绪论10-16
• 1.1 LAMOST项目简介10-11
• 1.2 LAMOST焦面光纤定位系统11-13
• 1.3 研究内容和行文安排13-16
• 第2章 基于Qt的LAMOST光纤单元多进程控制系统设计16-24
• 2.1 需求分析16-18
• 2.2 LAMOST光纤单元多进程控制系统的组成18-19
• 2.3 时序图19-20
• 2.4 进程间的通信和同步20-23
• 2.4.1 进程间通信方式20-22
• 2.4.2 进程间的同步22-23
• 2.5 小结23-24
• 第3章 核心模块设计24-52
• 3.1 需求分析24
• 3.2 界面设计24-26
• 3.3 类的设计26-27
• 3.4 系统初始化27-31
• 3.4.1 初始化系统参数27-30
• 3.4.2 启动其余模块30-31
• 3.5 星象观测31-42
• 3.5.1 星象分配和干涉处理32-35
• 3.5.2 运转参数计算35-37
• 3.5.3 省略回零过程实现连续观测37-41
• 3.5.4 基于位置检测反馈的运行方式41-42
• 3.6 实验功能42-44
• 3.7 与其余模块通信44-50
• 3.7.1 与位置显示模块通信44-45
• 3.7.2 与底层通信模块通信45-46
• 3.7.3 与位置检测模块通信46-47
• 3.7.4 与远程控制端通信47-50
• 3.8 小结50-52
• 第4章 显示模块设计52-62
• 4.1 需求分析52
• 4.2 界面设计52
• 4.3 类的设计52-54
• 4.4 图形绘制54-60
• 4.4.1 焦面几何外观绘制54-55
• 4.4.2 光纤单元几何外观绘制55-56
• 4.4.3 映射到观察平面56-57
• 4.4.4 动画效果的实现57-58
• 4.4.5 图像的滚动和缩放58-59
• 4.4.6 保证绘图过程的流畅性59-60
• 4.5 选取光纤单元60-61
• 4.6 自定义焦面61
• 4.7 小结61-62
• 第5章 底层通信模块设计62-70
• 5.1 需求分析62
• 5.2 界面设计62-63
• 5.3 类的设计63
• 5.4 光纤单元运转参数格式化63-65
• 5.4.1 单个光纤单元运转参数63-64
• 5.4.2 整体光纤单元运转参数64-65
• 5.5 不同通信方式的实现65-66
• 5.5.1 CAN总线方式65
• 5.5.2 COM方式65-66
• 5.6 命令行功能的实现66-68
• 5.6.1 命令定义66-67
• 5.6.2 命令解析67-68
• 5.7 小结68-70
• 第6章 位置检测模块设计70-80
• 6.1 需求分析70
• 6.2 界面设计70-71
• 6.3 类的设计71
• 6.4 CCD相机的控制71-72
• 6.5 图像显示72-75
• 6.5.1 灰度值变换72-74
• 6.5.2 图像的滚动和缩放74-75
• 6.6 图像处理75-79
• 6.6.1 图像提取75-77
• 6.6.2 坐标变换77-79
• 6.7 小结79-80
• 第7章 总结与展望80-82
• 参考文献82-84
• 附录1 LAMOST相关各种坐标变换关系84-86
• 致谢86-88
• 在读期间发表的学术论文88

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