大型光电望远镜多级振动频率智能化测量分析方法及系统技术方案

大型光电望远镜多级振动频率智能化测量分析方法及系统，涉及大型光电望远镜振动测量领域，解决了现有的大型光电望远镜的振动测量与评价方法不能根据需求测量大型光电望远镜的整体多级振动频率性能的问题。该系统包括加速度传感器、高精度高分辨率数据采集卡、计算机和计算机中的基于虚拟仪器的测试分析软件；加速度传感器测量加速度电压信号传输给高精度高分辨率数据采集卡，高精度高分辨率数据采集卡采集加速度电压信号并传输给计算机，基于虚拟仪器的测试分析软件对加速度电压信号进行存储、分析及显示。本发明专利技术实现了对大型光电望远镜在不同工作状态下不同位置处的加速度信息在不同频段的在线实时测量与分析。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】大型光电望远镜多级振动频率智能化测量分析方法及系统，涉及大型光电望远镜振动测量领域，解决了现有的大型光电望远镜的振动测量与评价方法不能根据需求测量大型光电望远镜的整体多级振动频率性能的问题。该系统包括加速度传感器、高精度高分辨率数据采集卡、计算机和计算机中的基于虚拟仪器的测试分析软件；加速度传感器测量加速度电压信号传输给高精度高分辨率数据采集卡，高精度高分辨率数据采集卡采集加速度电压信号并传输给计算机，基于虚拟仪器的测试分析软件对加速度电压信号进行存储、分析及显示。本专利技术实现了对大型光电望远镜在不同工作状态下不同位置处的加速度信息在不同频段的在线实时测量与分析。【专利说明】大型光电望远镜多级振动频率智能化测量分析方法及系统
本专利技术涉及大型光电望远镜振动测量
，具体涉及一种大型光电望远镜多 级振动频率智能化测量分析方法及系统。
技术介绍
大型光电望远镜工作时的振动是衡量其性能的重要指标，振动是指望远镜测量位 置处实际指向与指令指向之差，其直接影响望远镜观测图像的质量。因此对大型光电望远 镜工作时抖动的实时测量与分析对望远镜探测技术尤为重要。 目前现有的大型光电望远镜的振动测量与评价方法为：基于位置编码器或速度编 码器采集数据或获得图像脱靶量数据后，对数据进行离线分析，间接的获得望远镜的振动 性能，并不能获得特定位置的振动信息。针对传统小型望远镜，由于其结构较为简单，刚度 系数高，可局部视为一个刚体，以上测量方法可以基本满足需求，然而大型光电望远镜结构 复杂，刚度系数差，不同位置的振动信息并不一致，采用编码器信息只能对望远镜运动轴向 位置进行分析，不能获得测量位置的高频振动信息，而采用脱靶量信息分析时又容易受到 提取噪声、算法精度及图像帧频的限制，亦不能获得测量位置的高频抖动信息；另外，现有 的振动测量系统是在望远镜工作前或工作后进行测量，在小型望远镜中作为一项整体性能 评价，但不进行望远镜工作时动态在线实时测量分析。 上述现有的大型光电望远镜的振动测量与评价方法不能根据需求测量大型光电 望远镜的整体多级振动频率性能，不能在线智能化对抖动性能进行测量与评价。
技术实现思路
为了解决现有的大型光电望远镜的振动测量与评价方法存在的不能根据需求测 量大型光电望远镜的整体多级振动频率性能，从而不能在线智能化对抖动性能进行测量与 评价的问题，本专利技术提供一种大型光电望远镜多级振动频率智能化测量分析方法及系统。 本专利技术为解决技术问题所采用技术方案如下： 本专利技术的大型光电望远镜的多级振动频率智能化测量分析方法，该方法的条件和 步骤如下： 步骤一、构建大型光电望远镜的多级振动频率智能化测量分析系统，该系统包括 安装在大型光电望远镜上指定位置处的加速度传感器、与加速度传感器电连接的高精度高 分辨率数据采集卡、与高精度高分辨率数据采集卡电连接的计算机，所述计算机中安装有 基于虚拟仪器的测试分析软件； 步骤二、通过加速度传感器测量大型光电望远镜上指定位置的加速度电压信号并 传输给高精度高分辨率数据采集卡，通过高精度高分辨率数据采集卡采集加速度电压信号 并传输给计算机，最后通过计算机中的基于虚拟仪器的测试分析软件对加速度电压信号进 行存储、分析及显示； 步骤三、利用基于虚拟仪器的测试分析软件编写数据读取程序、设置端口参数、设 置触发、读取加速度电压信号，待读取完毕后，选择数据分析处理模式：监测模式、历史数据 模式或存储数据模式，监测模式下可以实时动态监测加速度电压信号，历史数据模式下可 以选择特定数据段的数据进行时域分析、滤波分析或各频段振动能量分析，存储数据模式 下可以对存储后的所有数据进行时域分析、滤波分析或各频段振动能量分析； 采用时域分析算法进行时域分析，可以得到加速度电压信号的时域均方根值、最 大值、最小值与中值；采用滤波算法进行滤波分析，可以滤除不需要的频率，得到想要的相 应的频率区间；采用频域积分算法进行各频段振动能量分析，在频域中，采用加速度电压信 号的功率谱密度来计算位置信号即抖动信号的频率特性，进而获得位置信号在不同频段的 振动能量特性，加速度电压信号的功率谱密度与位置信号的功率谱密度的关系如式（1)所 示： 【权利要求】1. 大型光电望远镜的多级振动频率智能化测量分析方法，其特征在于，该方法的条件 和步骤如下： 步骤一、构建大型光电望远镜的多级振动频率智能化测量分析系统，该系统包括安装 在大型光电望远镜上指定位置处的加速度传感器、与加速度传感器电连接的高精度高分辨 率数据采集卡、与高精度高分辨率数据采集卡电连接的计算机，所述计算机中安装有基于 虚拟仪器的测试分析软件； 步骤二、通过加速度传感器测量大型光电望远镜上指定位置的加速度电压信号并传输 给高精度高分辨率数据采集卡，通过高精度高分辨率数据采集卡采集加速度电压信号并传 输给计算机，最后通过计算机中的基于虚拟仪器的测试分析软件对加速度电压信号进行存 储、分析及显示； 步骤三、利用基于虚拟仪器的测试分析软件编写数据读取程序、设置端口参数、设置触 发、读取加速度电压信号，待读取完毕后，选择数据分析处理模式：监测模式、历史数据模式 或存储数据模式，监测模式下可以实时动态监测加速度电压信号，历史数据模式下可以选 择特定数据段的数据进行时域分析、滤波分析或各频段振动能量分析，存储数据模式下可 以对存储后的所有数据进行时域分析、滤波分析或各频段振动能量分析； 采用时域分析算法进行时域分析，可以得到加速度电压信号的时域均方根值、最大值、 最小值与中值；采用滤波算法进行滤波分析，可以滤除不需要的频率，得到想要的相应的频 率区间；采用频域积分算法进行各频段振动能量分析，在频域中，采用加速度电压信号的功 率谱密度来计算位置信号即抖动信号的频率特性，进而获得位置信号在不同频段的振动能 量特性，加速度电压信号的功率谱密度与位置信号的功率谱密度的关系如式（1)所示：式（1)中，Acc(f)为加速度电压信号的功率谱密度，f为频率，P(f)为位置信号的功率 谱密度；位置信号在频率区间的振动能量如式（2)所示：式（2)中，W为位置信号的振动能量，为频率下限，f2为频率上限，那么通过式（2)可 以计算出位置信号在频率区间的能量均方根值如式（3)所示：式（3)中，RMSp(Lf2)为位置信号在频率区间的能量均方根值，通过设置频率 区间，则可以计算出位置信号即抖动信号在任意频率区间的能量均方根值。2. 根据权利要求1所述的大型光电望远镜的多级振动频率智能化测量分析方法，其特 征在于，所述基于虚拟仪器的测试分析软件包括滤波分析模块和频域分析模块，所述滤波 分析模块用于实现时域分析算法和滤波算法，完成对加速度电压信号的时域分析和滤波分 析，所述频域分析模块用于实现频域积分算法，完成对位置信号在各频段的振动能量分析； 所述滤波分析模块和频域分析模块所能实现的功能均包括采集参数设置、数据存储设置、 分析方法选择设置和分析数据类别选择设置。3. 根据权利要求2所述的大型光电望远镜的多级振动频率智能化测量分析方法，其特 征在于，所述滤波分析模块的显示界面最左侧设置有采集通道设置框、加速度系数设本文档来自技高网...

【技术保护点】
大型光电望远镜的多级振动频率智能化测量分析方法，其特征在于，该方法的条件和步骤如下：步骤一、构建大型光电望远镜的多级振动频率智能化测量分析系统，该系统包括安装在大型光电望远镜上指定位置处的加速度传感器、与加速度传感器电连接的高精度高分辨率数据采集卡、与高精度高分辨率数据采集卡电连接的计算机，所述计算机中安装有基于虚拟仪器的测试分析软件；步骤二、通过加速度传感器测量大型光电望远镜上指定位置的加速度电压信号并传输给高精度高分辨率数据采集卡，通过高精度高分辨率数据采集卡采集加速度电压信号并传输给计算机，最后通过计算机中的基于虚拟仪器的测试分析软件对加速度电压信号进行存储、分析及显示；步骤三、利用基于虚拟仪器的测试分析软件编写数据读取程序、设置端口参数、设置触发、读取加速度电压信号，待读取完毕后，选择数据分析处理模式：监测模式、历史数据模式或存储数据模式，监测模式下可以实时动态监测加速度电压信号，历史数据模式下可以选择特定数据段的数据进行时域分析、滤波分析或各频段振动能量分析，存储数据模式下可以对存储后的所有数据进行时域分析、滤波分析或各频段振动能量分析；采用时域分析算法进行时域分析，可以得到加速度电压信号的时域均方根值、最大值、最小值与中值；采用滤波算法进行滤波分析，可以滤除不需要的频率，得到想要的相应的频率区间；采用频域积分算法进行各频段振动能量分析，在频域中，采用加速度电压信号的功率谱密度来计算位置信号即抖动信号的频率特性，进而获得位置信号在不同频段的振动能量特性，加速度电压信号的功率谱密度与位置信号的功率谱密度的关系如式(1)所示：P(f)=Acc(f)(2πf)4---(1)]]>式(1)中，Acc(f)为加速度电压信号的功率谱密度，f为频率，P(f)为位置信号的功率谱密度；位置信号在频率区间[f1,f2]的振动能量如式(2)所示：W=∫f1f2P(f)df---(2)]]>式(2)中，W为位置信号的振动能量，f1为频率下限，f2为频率上限，那么通过式(2)可以计算出位置信号在频率区间[f1,f2]的能量均方根值如式(3)所示：RMSp(f1,f2)=∫f1f2P(f)df---(3)]]>式(3)中，RMSp(f1,f2)为位置信号在频率区间[f1,f2]的能量均方根值，通过设置频率区间[f1,f2]，则可以计算出位置信号即抖动信号在任意频率区间[f1,f2]的能量均方根值。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：李玉霞，杨晓霞，孟浩然，吴庆林，王帅，
申请(专利权)人：中国科学院长春光学精密机械与物理研究所，
类型：发明
国别省市：吉林;22