156m望远镜滤光片定位及副镜调焦的电控改造-上海天文台.PDF

　　中　国　科　学　院　上　海　天　文　台　年　刊 ２００９年　总第３０期 　 ＡＮＮＡＬＳＯＦＳＨＡＮＧＨＡＩＯＢＳＥＲＶＡＴＯＲＹ ＡＣＡＤＥＭＩＡ ＳＩＮＩＣＡ 　Ｎｏ．３０，　２００９ １．５６ｍ望远镜滤光片定位及副镜调焦 的电控改造 刘斌玉　曹　凯　郑义劲 （中国科学院上海天文台，上海２０００３０） 提　　要 从硬件和软件方面详细阐述了１．５６ｍ望远镜滤光片定位及副镜调焦电控部分的改造情况及 新系统的技术实现。通过此次更新改造，去掉了原来的滤光定位和副镜调焦独立的控制操作台，将 其精简成独立的电控板卡，经ＩＳＡ插槽嵌入到主控制计算机。人机互动操作界面更直观、易于操 作，减轻了观测人员的工作强度。并使电控系统故障率大大减少，使望远镜的观测时间得到有效的 保障，也使望远镜的能力得到充分的施展。 主题词：滤光片定位 — 副镜调焦 — ＩＳＡ总线 — 电控改造 分类号：Ｐ１１１．３，ＴＨ７５２ １　引　言 １．５６ｍ望远镜是上海天文台佘山观测基地的主要光学观测设备，口径为 １５６ｃｍ，焦距为 １５６０ｃｍ。采用ＲＣ光学系统，使用ＣＣＤ照相机作图像观测。该望远镜由上海天文台自行设计 ［１］ 并于１９８７年完成 。因当时计算机还未普及使用，电控系统用的都是小规模集成电路和分立 元器件，要实现多功能控制，系统非常庞大，观测的操作平台也非常分散。该望远镜的主操作 控制室是在４楼，而调焦的操作平台却在５楼（即放置１．５６ｍ望远镜的圆顶）中。经过二十几 年的使用，这些电控系统老化现象严重，故障逐渐增多，不仅增加了维修技术人员的工作强度， 而且还影响了望远镜的正常观测。随着数字芯片、信号处理及计算机技术的发展，该望远镜的 电控系统也具备了更新改造的技术条件。作为整个电控系统的一部分，本文仅详细描述滤光 片定位和副镜调焦的电控方案的实现。 ２　滤光片定位改造 １．５６ｍ望远镜滤光片转盘中装有５种滤光片，分别用于Ｂ、Ｖ、Ｒ、Ｉ及全波段的天文观测。 各滤光片在滤波轮中的位置如图１所示，分别用数字１～５代表。两个光电开关分别用于检测 转轮的机械零点（对应１号位）和５个定位位置。 收稿日期：２００９０６０４；　修回日期：２００９０６３０ ７２ 中 国科 学 院上 海 天 文 台年 刊　　　　　　　　　　　　　２００９年 　　图２为改造前的独立控制箱。除了相应 的按键和定位灯外，还设置了到位灯。滤光片 实际位置到哪一位，该灯就亮，到位后指定的 定位灯及到位灯保持点亮，直至重新定位。这 样设置，是为了全程跟踪滤光转盘的情况，便 于了解滤光转盘情况，同时也方便了维修人员 对故障的判断。 在滤光定位控制系统里面，转盘用步进电 机驱动，用８９Ｃ５１单片机作控制芯片，利用计 数器Ｔ０来精确控制转盘的转动，从而达到滤 光片定位的目的。计数器Ｔ０的初值不是按转 盘上一个滤光片的位置，而是按相邻滤光片的 图１　滤光片位置 Ｆｉｇ．１　Ｔｈｅｐｏｓｉｔｉｏｎｏｆｆｉｌｔｅｒｓ 中间