一种大型天文望远镜中位移促动器的智能控制系统，由施密特改正板Ｍ↓［Ａ］、球面主镜Ｍ↓［Ｂ］、传感器、智能系统组成，智能系统包括主动光学的主控制模块、Ｍ↓［Ａ］控制模块、Ｍ↓［Ｂ］控制模块、智能控制器控制模块、位移促动器模块和力促动器驱动模块；主控制模块接Ｍ↓［Ａ］控制模块和Ｍ↓［Ｂ］控制模块，Ｍ↓［Ａ］控制模块接若干个智能控制器控制模块，每组位移控制器控制模块接若干个位移促动器驱动模块，每个位移促动器驱动模块接一个位移促动器，每个力控制模块接若干个力促动器驱动模块；Ｍ↓［Ｂ］控制模块接若干个位移控制器控制模块，每个位移控制器控制模块接若干个位移促动器驱动模块；智能系统自动执行控制步骤。
Intelligent control system of displacement actuator in large astronomical telescope
A displacement of large telescope actuator intelligent control system, by the Schmidt plate of M: A, M: a spherical primary mirror B, sensors, intelligent systems, intelligent systems including active optical control module, M control module, A: M: B control system module, intelligent control module, displacement actuator module and force actuator drive module; the main control module is connected with the M: A: M control module and B control module, M: A control module is connected with several intelligent control module, each displacement controller control module is connected with a plurality of displacement the actuator drive module, each displacement actuator drive module is connected with a displacement actuator, each control module is connected with a plurality of force actuator drive module; M: B control module is connected with a plurality of bits Each control module of the displacement controller is connected with a plurality of displacement actuator driving modules; the intelligent system automatically executes control steps.
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种天文望远镜的控制机构，特别是一种大型天文望远镜中位移促动器的智能控制系统。
技术介绍
主动光学是80年代发展起来的一种新技术。主动光学是克服望远镜误差(主要是重力变形和热变形误差)，使望远镜的像质提高，造价降低，使特大望远镜的建造成为可能。主动光学技术又可分为两大类薄镜面主动光学技术和拼接镜面主动光学技术。大天区面积多目标光纤光谱天文望远镜(以下简称LAMOST)中的MA镜既使用了薄镜面主动光学技术又使用了拼接镜面主动光学技术。LAMOST中的主动光学的电控系统部分分别由施密特改正板MA和球面主镜MB组成。MA由若干块六角形薄镜面的“子镜”拼接成完整的拼接镜面。为了满足天文观测的需要，在实时观测中，整个镜面需要随时变形，其具体方法是每一块子镜有三个支撑点；每块子镜的背面设置有力促动器和位移促动器，通过对薄镜面施加压力，促使镜面由平面镜变为非球面镜，使整个拼接镜面的形状符合天文观测要求。所有的力促动器和位移促动器由控制系统操纵通过光学检测为计算机闭环控制提供反馈信号，计算机经过解算求出每个促动器作用力的大小，分别发出指令，从而实现对整个拼接镜面位移和形变的控制，实现共焦或共面。MB是37块子镜拼接组成，每块子镜由三个位移促动器控制镜面位移。这种方案构成的大型天文望远镜，其规模远远超出了传统技术所说的“大型望远镜”的概念，其子镜可以扩展到成千上万，并同时把位移控制和子镜变形控制集中在同一个控制系统里完成。由此带来控制对象的数量达到了空前庞大的程度，再与“几个纳米的分辨率、50纳米的控制精度”的技术要求结合，给控制系统提出了传统技术无法完成的任务。目前的“主动光学控制技术”包括控制子镜的位移和控制子镜的形变。CN01113668.5号专利说明书中公开了一种大型天文望远镜中位移促动器的控制系统，该控制系统的镜面由若干块六角形薄镜面的子镜拼接而成，每一块子镜的背面设置位移促动器，并设置位移传感器，传感器连接计算机闭环控制系统，计算机对每个位移促动器发出实时指令，控制系统的组成是，由主动光学控制器分别连接若干通用数字接口，数字接口接用户接口控制器，控制器再接位移促动器控制器，位移促动器控制器接位移促动器，子镜上的位移传感器接用户接口控制器。这种结构系统与相应的软件结合，即可实现控制系统对所有的促动器同时发出指令，所有的促动器同时实时工作，同时完成对每块子镜的位移控制和对镜面形变的控制。
技术实现思路
本专利技术是在CN01113668.5号专利技术方案的基础上的进一步开发，提供一种包括控制系统软件设计在内的大型天文望远镜中位移促动器的控制系统，它能实现所有的促动器同时工作，共同完成对每块子镜的位移控制和对镜面形变的控制。本专利技术的技术方案是，一种大型天文望远镜中位移促动器的控制系统，由施密特改正板MA、球面主镜MB、传感器、智能系统组成，其特征是，智能系统包括主动光学的主控制模块、MA控制模块、MB控制模块、智能控制器控制模块、位移促动器模块和力促动器驱动模块；主控制模块接MA控制模块和MB控制模块，MA控制模块接若干个智能控制器控制模块，智能控制器控制模块包括位移控制器控制模块和力控制模块，每个位移控制器控制模块接若干个位移促动器驱动模块，每个位移促动器驱动模块接一个位移促动器，每个力控制模块接若干个力促动器驱动模块，每个力促动器驱动模块接一个力促动器；MB控制模块接若干个位移控制器控制模块，每个位移控制器控制模块接若干个位移促动器驱动模块，每个位移促动器驱动模块接一个位移促动器；智能系统包括以下步骤1、主控制模块通过局域网接受总控制模块发送的位移促动器的分组值和位移量、力促动器的分组值、加力值和望远镜运行时的θ值；2、主控制模块进行解算，将位移值转换成每套位移促动器中的电机实际要走的步数和位移的方向；将加力值转换成每套力促动器中的实际要走的步数和加力的方向；3、MA接收主动光学的主控制模块发出的命令、数据，同时向各位移控制模块和力控制模块发出指令；MB接收主动光学的主控制模块发出的命令、数据，向各位移控制模块发出控制指令；4、位移控制模块控制K个位移促动器驱动模块，驱动K套位移促动器中的步进电机运行； 力控制模块控制N个力促动器驱动模块，驱动N套力促动器中的步进电机运行；5、位移控制模块采集各位移促动器当前的位移值发送至MA、MB控制模块；力控制模块采集各力促动器当前的加力值发送至MA控制模块；6、MA、MB控制模块将位移促动器当前的位移值分组，并按照组别发送至主控制模块；MA控制模块将力促动器当前的加力值分组，并按照组别发送至主控制模块7、主控制模块判断各位移促动器是否走到指定的值，如果第K位移套促动器到了指定的值了，就相应的停止第K套位移促动器运行；主控制模块判断各力促动器是否走到指定的值，如果第N套力促动器到了指定的值了，就相应的停止第N套力促动器运行；8、在停止第K套位移促动器运行后，主控制模块立即向MA或MB控制模块发出低压维持控制命令，从而使得第K套位移促动器处于维持状态，或者主控制模块立即命令第K套位移促动器自动关断驱动器的控制信号；在停止第N套力促动器运行后，主控制模块立即向MA控制模块发出低压维持控制命令，从而使得第N力套促动器处于维持状态，或者主控制模块立即命令第N力套促动器自动关断驱动器的控制信号。本专利技术通过局域网得到控制参数，通过智能系统主控制模块同时控制若干个位移促动器和力控制模块，每个促动器控制模块控制一组N套位移促动器或力促动器，位移促动器和力促动器同步工作，实时改变MA、MB的位置和MA子镜的非球面面形。在控制位移促动器每个的动作时，智能系统执行下列步骤1、智能控制器控制模块从主控制模块得到所控制的位移促动器当前位移目标值XD；2、智能控制器模块从位移传感器获得位移促动器的当前位移值XC0，并发送给MA或MB控制模块、主控制模块；3、主控制模块把当前值XC0与给定的当前目标值XD比较，得出位移促动器差值矢量ΔX；4、主控制模块根据S0=ΔX→K0]]>计算出电机应运行的步数S0；设置矢量S1的值为矢量S0；5、主控制模块根据电机应运行的步数S0值，判断位移促动器运行精度是否达到标准；如果精度到达设定的标准，主控制模块发出指令使驱动电机处于断电自保保持状态；如果运行精度没有达到设定的要求，主控制模块判断位移促动器的位移方向；如果ΔX＞0，控制智能控制器模块执行控制位移促动器正向位移子程序，使位移促动器位移到当前目标值矢量XD；如果ΔX＜0，主控制模块控制智能控制器模块执行控制位移促动器反向位移子程序，使位移促动器加拉力到当前目标值矢量XD；6、智能控制器模块采集当前值XC1，发送给MA或MB控制模块、主控制模块；7、主控制模块将当前值XC1与给定的目标值XD比较，得出矢量ΔX1，并根据S→2=ΔX→1K0]]>计算出电机应运行的步数S2；8、根据S2的值判断精度RMS是否达到标准如果精度达到预定标准，主控制模块发出指令使驱动电机处于断电自保保持状态；如果精度没有达到预定标准，主控制模块根据ΔX1的值判断位移促动器的驱本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种大型天文望远镜中位移促动器的智能控制系统，由施密特改正板Ｍ↓［Ａ］、球面主镜Ｍ↓［Ｂ］、传感器、智能系统组成，其特征是，智能系统包括主动光学的主控制模块、Ｍ↓［Ａ］控制模块、Ｍ↓［Ｂ］控制模块、智能控制器控制模块、位移促动器模块和力促动器驱动模块；主控制模块接Ｍ↓［Ａ］控制模块和Ｍ↓［Ｂ］控制模块，Ｍ↓［Ａ］控制模块接若干个智能控制器控制模块，智能控制器控制模块包括位移控制器控制模块和力控制模块，每个位移控制器控制模块接若干个位移促动器驱动模块，每个位移促动器驱动模块接一个位移促动器，每个力控制模块接若干个力促动器驱动模块，每个力促动器驱动模块接一个力促动器；Ｍ↓［Ｂ］控制模块接若干个位移控制器控制模块，每个位移控制器控制模块接若干个位移促动器驱动模块，每个位移促动器驱动模块接一个位移促动器；智能系统包括以下步骤：（１）主控制模块通过局域网接受总控制模块发送的位移促动器的分组值和位移量、力促动器的分组值、加力值和望远镜运行时的θ值；（２）主控制模块进行解算，将位移值转换成每套位移促动器中的电机实际要走的步数和位移的方向；将加力 值转换成每套力促动器中的实际要走的步数和加力的方向；（３）Ｍ↓［Ａ］接收主动光学的主控制模块发出的命令、数据，同时向各位移控制模块和力控制模块发出指令；Ｍ↓［Ｂ］接收主动光学的主控制模块发出的命令、数据，向各位移控制模块发出 控制指令；（４）位移控制模块控制Ｋ个位移促动器驱动模块，驱动Ｋ套位移促动器中的步进电机运行；力控制模块控制Ｎ个力促动器驱动模块，驱动Ｎ套力促动器中的步进电机运行；（５）位移控制模块采集各位移促动器当前的位移值发送至Ｍ ↓［Ａ］、Ｍ↓［Ｂ］控制模块；力控制模块采集各力促动器当前的加力值发送至Ｍ↓［Ａ］控制模块；（６）Ｍ↓［Ａ］、Ｍ↓［Ｂ］控制模块将位移促动器当前的位移值分组，并按照组别发送至主控制模块；Ｍ↓［Ａ］控制模块将力促动器当前的加力 值分组，并按照组别发送至主控制模块（７）主控制模块判断各位移促动器是否走到指定的值，如果第Ｋ位移套促动器到了指定的值了，就相应的停止第Ｋ套位移促动器运行；主控制模块判断各力促动器是否走到指定的值，如果第Ｎ套力促动器到了指定的值了，就 相应的停止第Ｎ套力促动器运行；（８）在停止第Ｋ套位移促动器运行后，主控制模块立即向Ｍ↓［Ａ］或Ｍ↓［Ｂ］控制模块发出低压维持控...
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：崔向群，张振超，王佑，戚永军，
申请(专利权)人：中国科学院国家天文台南京天文光学技术研究所，
类型：发明
国别省市：84[中国|南京]
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