1.56米望远镜改造方案.pptVIP

1.56米望远镜驱动控制系统改造方案 光学天文技术研究室 目录 1. 需求背景 2.改造方案 2.1 思路 2.2 技术指标 2.3 参加人员 2.4 工作计划 3.经费预算 1.需求背景 近十多年来，佘山地区夜天光背景越来越亮。从1994年至2007年，V波段每平方角秒从19mag变到15.8mag（国际优良台站好于21.5mag）。 现在用1.56米对暗于14mag星做精确测光已很困难（姚保安，毛亚庆，上海天文台年刊，2007）。 在一般的天文观测研究领域，1.56米望远镜难以发挥其大口径的优势。 1.需求背景 考虑到1.56米口径较大、焦距较长(15.6米)、光学质量较好，加上佘山地区大气宁静度较小的优势(1.0～1.5角秒)。 建议1.56米转向对夜天光要求不高，但对望远镜口径、焦距和大气视宁度有较高要求的观测课题。 1.需求背景 经过初步调研，计划在1.56米望远镜上开展低轨卫星的高分辨率成像、漫反射激光测距、红外观测等课题，以充分发挥1.56米望远镜的优势。 为实现观测低轨卫星，需对望远镜轴系驱动控制系统进行改造，以满足快速和高精度跟踪低轨卫星的要求。 2.改造方案 2.1 思路 传动系统：去除一级蜗轮蜗杆，减小望远镜驱动传输比。 赤经传动：蜗轮副传动由二级改为一级， 速比由11250降为625 赤纬传动：蜗轮副传动由二级改为一级， 速比由11250降为500 2.改造方案 驱动系统： 1)为了增加望远镜驱动速度，需更换大功率马达和驱动器，拟采用松下电机和驱动器。 (功率5KW交流电机，额定转速2000转/分) 2)考虑到电机通过联轴节与大蜗杆联接，大蜗杆的转动惯量比较大，因此在4月份做了驱动实验，使用同样的蜗杆装置，同样联轴节与电机(借用)联接。可轻松实现电机100多转/分的快速转动。 MINAS A4 series，Panasonic 2.改造方案 定位系统： 1)编码器直接安装在赤经赤纬轴上,保证测量精度, 2)采用与一米激光测距望远镜相同的Renishaw公司的增量钢带码盘替换原有的编码器，码盘精度达到亚角秒量级， 3)码盘具备一根零位刻线，使望远镜能够方便地执行零位校准。 SiGNUM? RESM rotary (angle) encoder system, Renishaw 2.改造方案 运动控制器 1)采用基于计算机PCI接口的多轴步进伺服运动控制卡，拟用一块六轴以上的控制卡，分别控制赤经，赤纬，调焦，滤光片，圆顶。 2)除圆顶控制外其他均为数字控制，赤经赤纬为伺服电机，调焦、滤光片为步进电机。 3)Galil、Delta Tau等公司能够提供此类控制卡。 PCI Accelera Motion Controllers, 1-8 axes, Galil 2.改造方案 控制软件： 1)新的控制软件将保证望远镜的稳定工作和方便操作，使望远镜达到最佳的动态性能。 2)能完成所需要的功能并能根据需要快速添加新的的功能模块。 3)经过多台望远镜的实践，这套望远镜控制软件已经渐趋成熟。 2.改造方案 2.2 技术指标 1) 跟踪速度：赤经2度，赤纬1度 模拟了25颗低轨卫星，北极点盲区不算，仅一颗赤经最高速度达2.5度/秒，其余都在2度以下。赤纬最高位0.74度每秒。～95%) 2)跟踪精度：3角秒（RMS） 激光测距视场5角分；红外相机视场170角秒(640×532,25um)；斑点干涉相机视场13角秒(658×496, 10um, F=78m)； 1.56米望远镜观测范围 在较低纬度的台站，观测盲区小于地平式望远镜。 对接近天顶的轨道(红色)，地平式望远镜观测不利，而赤道式观测则较有利。 2.改造方案 2.3 参加人员 机械：邵松臣、曹建军、慎露润 驱动：祝杰、曹凯 控制：陈振东、郑义劲 试验观测：潘红鑑、慎露润、观测助手 2.改造方案 2.4 工作计划 2011.3-2011.4 讨论完善改造方案 2011.5-2011.7 采购电机和编码器、机械设计及零件加工 2011.8 现场安装调试 2011.9 试观测 3.经费预算 机械加工：---------4万 电机和控制器(3套)：9万 编码器(2套)：------6万 圆顶驱动电机(1套)：1万 合计约20万元 请指正。