极大望远镜控制技术应用研究

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	极大望远镜控制技术应用研究
	李爱华
学位类型	博士
导师	张振超
	2015-11
学位授予单位	中国科学院研究生院
学位授予地点	北京
关键词	极大望远镜位置跟踪控制系统多相永磁同步电机主动反射面促动器
摘要	为了观测更暗的目标，探索更遥远的星空，天文观测对望远镜提出了更高的要求。主动光学和主动反射面的应用使望远镜的口径可以做的越来越大，控制系统本身也越来越复杂；望远镜跟踪结构的体积、重量及转动惯量也随之越来越庞大，而同时指向跟踪精度要求则越来越高。从而，极大望远镜位置跟踪控制技术和主动控制技术是研制未来极大望远镜的两项关键技术。本文的研究对象和实验基础：（1）极大望远镜4 米直接驱动实验项目平台，（2）国家重大科学工程LAMOST 项目。论文的系列控制方法在以上项目中进行了验证，并取得了良好的效果。直接驱动技术属于当前极大望远镜研制的关键技术。国内直接驱动控制技术发展水平与国际先进相比存在较大差距，我国要发展自己的极大望远镜，有必要对直接驱动控制技术进行深入研究。首先介绍了多相永磁同步电机在极大望远镜位置跟踪控制系统中的应用，通过坐标变换将电流矢量分解为正交解耦的直轴电流和交轴电流，建立了极大望远镜多相永磁同步电机SVPWM 数学模型；利用MATLAB/Simulink 开展了系统仿真，研究控制系统的动态响应性能和稳态性能，分析各重要参数对转矩脉动的影响。详细设计了极大望远镜位置跟踪控制系统。基于电流环、速度环及位置环，设计了控制器、功率电路等多相永磁同步电机硬件电路，开发了多相永磁同步电机的空间矢量SVPWM 控制算法，实现了位置跟踪控制，并基于极大望远镜4米直接驱动实验平台开展了实验研究，取得了较好的应用成果。基于射电望远镜主动反射面控制系统特点和功能的深入研究，提出两种闭环设计方法，并进行了实验验证，达到毫米波射电望远镜的应用要求，同时优于亚毫米波射电望远镜的技术要求。论文还通过对射电望远镜主动反射面控制系统通讯特点的分析，提出了一种现场总线和工业以太网相结合的混合型网络拓扑结构方案。
学科领域	天文技术与方法
语种	中文
文献类型	学位论文
条目标识符	http://ir.niaot.ac.cn/handle/114a32/1286
专题	学位论文
作者单位	南京天文光学技术研究所
推荐引用方式 GB/T 7714	李爱华. 极大望远镜控制技术应用研究[D]. 北京. 中国科学院研究生院,2015.