基于位置状态判断法实现大型望远镜断电位置记忆的方法技术

本发明专利技术公开了一种基于位置状态判断法实现大型望远镜断电位置记忆的方法。其步骤包括：望远镜方位轴安装单圈绝对式编码器，运转范围大于360

【技术实现步骤摘要】
基于位置状态判断法实现大型望远镜断电位置记忆的方法


[0001]本专利技术涉及一种基于位置状态判断法实现大型望远镜断电位置记忆的方法，具体涉及一种利用单圈绝对式编码器并结合位置状态判断来实现在异常断电情况下望远镜位置记忆的方法。

技术介绍

[0002]大型望远镜是天文学家观测更加遥远暗弱的天体，同时获得更高分辨率必不可少的高精密科学仪器。编码器是当前最常用的检测望远镜精确转动位置的传感器之一，按照输出信号类型分可分为绝对式编码器和增量式编码器。其中，绝对式编码器输出绝对码值信号，而增量式编码器输出的是脉冲信号。绝对式编码器按圈数分可分为单圈绝对式编码器和多圈绝对式编码器。
[0003]单圈绝对式编码器输出量程是0～360
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，固定位置对应唯一的输出，当转动范围超过360
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，不做叠加处理的情况下输出位置等于首圈对应位置输出值，且断电时叠加位置值不能被保存。多圈绝对式编码器输出量程大于360
°
，当转动范围超过360
°
时，输出位置在原有一圈的基础上进行叠加得到的输出值，且该叠加值可以被保存。二者在工作原理上存在差别，多圈绝对式编码器是在单圈绝对式编码器的基础上通过机械传感原理实现，利用钟表齿轮机械原理结构制作而成。例如，单圈绝对式编码器是只带有秒针的机械时钟，只能记录一圈的位置，而多圈绝对式编码器是带有秒针和分针的机械时钟，能记录单圈位置的同时还能记录圈数。
[0004]多圈绝对式编码器相较于单圈绝对式编码器的优点是测量范围大，不受行程的限制，缺点是成本高，且目前受口径的限制。绝对式编码器相较于增量式编码器的优点是无需找零位，操作方便快捷。同时，单圈绝对式编码器在不发生断电行为情况下可通过位置叠加实现多圈位置记录，可一旦发生突发断电的情况单圈绝对式编码器只能记录当前对应的单圈位置值，且无法记录负值，而多圈绝对式编码器在断电重启的情况下依然能记录断电前的多圈位置。但是，由于种种原因，多圈绝对式编码器无法在特定环境下稳定工作，加之目前尚缺乏工艺难度极高的大口径多圈绝对式编码器，特定场景下只能利用单圈绝对式编码器。
[0005]例如，大型望远镜口径越做越大，为了保持更高的跟踪精度，对编码器的分辨率就要求越高。而编码器分辨率与其刻线数有关，编码器口径越大，则刻线数越多，分辨率则越高。但受限于当前多圈绝对式编码器口径，单圈绝对式编码器成了为数不多的选择之一。大型地平式望远镜为实现全天区观测覆盖观测，方位轴运转范围需超过360
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且需覆盖负值位置和大于360
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位置，而单圈绝对式编码器无法实现异常断电情况下负值和超360
°
的位置记忆，故如何利用单圈绝对式编码器实现在突发断电情况下全范围位置记忆成为了亟待解决的问题。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的是利用单圈绝对式编码器提供一种基于位置状态判断法实现大型望远镜在异常断电情况下的全范围位置记忆方法。该方法可在异常常断电的情况下利用单圈绝对式编码器实现大型望远镜位置记忆的目的，以便在重新上电后及时获取望远镜准确位置信息。
[0007]为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：
[0008]基于位置状态判断法实现大型望远镜断电位置记忆的方法，包括如下步骤：
[0009]望远镜方位轴安装单圈绝对式编码器，且编码器安装多个读数头，方位轴运转范围为AZLimitNegative
°
～AZLimitPositive
°
，其中
‑
360<AZLimitNegative<0，360<AZLimitPositive<720；
[0010]系统上电初始化表示位置状态的关键字StateTag＝null，并将StateTag值写入本地计算机文本文档；
[0011]方位轴电机开始运行，上位机程序从控制器中读取编码器实时位置，并记为α，若AZLimitNegative≤α<0，则StateTag＝false；若0≤α<360，则StateTag＝null；若360≤α≤AZLimitPositive，则StateTag＝true；并将StateTag的值实时覆盖写入文本文档；
[0012]当控制系统发生异常断电行为时，读取方位轴当前位置为β，同时程序读取文本文档中记录的关键字StateTag值，计算断电前方位轴位置α'。
[0013]进一步的，上位机开始运行，则系统初始化表示方位轴位置状态的关键字StateTag＝null，同时在本地上位机中新建文本文档AZStateTag.txt，将StateTag值写入文本文档并保存。
[0014]进一步的，当方位轴开始运行，上位机程序从控制器中实时读取编码器实时位置，并记为α，若AZLimitNegative≤α<0，即望远镜方位轴当前位置为负值范围内，则将StateTag设定为false；若0≤α<360，即望远镜方位轴当前位置为正值且不满一圈范围内，则将StateTag设定为null；若360≤α≤AZLimitPositive，即望远镜方位轴当前位置为正值且超过一圈范围内，则将StateTag设定为true；StateTag的值随望远镜方位轴位置实时更新并覆盖写入文档。
[0015]进一步的，当望远镜控制系统发生异常断电行为时，望远镜方位轴可处于运行范围AZLimitNegative
°
～AZLimitPositive
°
的任何位置，但其所处位置状态信息已经被保存至本地计算机磁盘；系统再次上电时，程序自动读取文本文档AZStateTag.txt中的值并赋值给关键字StateTag，同时接收来自编码器实时位置信息为β(β≥0)；当StateTag＝false，则异常断电前方位轴位置α'＝β
‑
360；当StateTag＝null，则α'＝β；当StateTag＝true，则α'＝β+360。
[0016]进一步的，系统上电检查数据通讯无异常后，程序初始化表示位置状态的关键字StateTag＝null，同时在本地计算机磁盘中新建文本文件，并命名为AZStateTag.txt，且将StateTag的值写入该文件；
[0017]望远镜方位轴开始运行，上位机通过定时器实时读取编码器位置信息并赋值给变量CurrentPosition，程序判断CurrentPosition的值是否小于0且大于等于AZLimitNegative，若成立，则将关键字StateTag赋值为false，即StateTag＝false；程序再次判断CurrentPosition的值是否大于等于0且小于360，若成立，则将关键字StateTag赋值
为null，即StateTag＝null；程序又一次判断CurrentPosition的值是否大于等于360且小于本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.基于位置状态判断法实现大型望远镜断电位置记忆的方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤1：望远镜方位轴安装单圈绝对式编码器，且编码器安装多个读数头，方位轴运转范围为AZLimitNegative
°
～AZLimitPositive
°
，其中
‑
360<AZLimitNegative<0，360<AZLimitPositive<720；步骤2：正常关机情况下望远镜方位轴初始状态处在0～360
°
位置，系统上电初始化表示位置状态的关键字StateTag＝null，并将StateTag值写入本地计算机文本文档；步骤3：方位轴电机开始运行，上位机程序从控制器中读取编码器实时位置，并记为α，若AZLimitNegative≤α<0，则StateTag＝false；若0≤α<360，则StateTag＝null；若360≤α≤AZLimitPositive，则StateTag＝true；并将StateTag的值实时覆盖写入文本文档；步骤4：当望远镜控制系统发生异常断电行为时，重新上电后根据码盘位置信息计算方位轴当前位置为β，同时程序读取文本文档中记录的关键字StateTag值，若StateTag＝false，则断电前方位轴位置α'＝β
‑
360；若StateTag＝null，则α'＝β；若StateTag＝true，则α'＝β+360；步骤5：调用控制器中运动程序将断电前方位轴真实位置α'赋值给α，StateTag值保持不变；以此循环重复步骤3
‑
5实现望远镜方位轴在异常断电情况下的全运行范围位置记忆。2.根据权利要求1所述的基于位置状态判断法实现大型望远镜断电位置记忆的方法，其特征在于，所述步骤1：望远镜方位轴可运行区域覆盖大于360
°
的范围。3.根据权利要求1所述的基于位置状态判断法实现大型望远镜断电位置记忆的方法，其特征在于，所述步骤2：上位机开始运行，则系统初始化表示位置状态的关键字StateTag＝null，同时在本地上位机中新建文本文档AZStateTag.txt，并将StateTag值写入该文本文档并保存。4.根据权利要求1所述的基于位置状态判断法实现大型望远镜断电位置记忆的方法，其特征在于，所述步骤3：AZLimitNegative≤α<0，即望远镜方位轴当前位置为负值范围内；0≤α<360，即望远镜方位轴当前位置为正值且不满一圈范围内；360≤α≤AZLimitPositive，即望远镜方位轴当前位置为正值且超过一圈范围内；StateTag的值随望远镜方位轴位置实时更新并覆盖写入文档。5....

【专利技术属性】
技术研发人员：李运，杨世海，徐进，叶宇，邓壮壮，顾晓杰，顾伯忠，
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：