射电望远镜馈源支撑系统索力特性研究

在新一代大型射电望远镜的机构设计中,馈源定位系统采用刚柔混联机构,利用6绳索柔性并联机构牵引馈源舱实现5个自由度的运动,以满足馈源位置和跟踪角度要求。针对40 m缩尺模型,基于混联机构中绳索并联机构姿态角度可优化的特点,文中对馈源刚柔混联机构中的绳索并联机构索力特性进行研究与优化。通过采用T&T(Tilt-and-Torsion)角的坐标转换方式建立机构运动学模型,直接辨识出绳索并联机构在任意位置下的俯仰角度,基于绳索自重引起的悬链线方程建立力平衡方程,以拉力连续平稳及避免虚牵为目标,提出刚柔混联系统中绳索并联机构的一种拉力特性分析及优化解算方法。以两条典型轨迹为例证明了该算法的可行性,其中一条轨迹上的索力最大变化率通过优化降低达90%,使索力平稳光滑。文中采用的索力优化算法可以有效降低索力变化率,平稳索力,降低电机功率,避免虚牵和提高控制精度。