基于单目视觉的天线副面并联调整机构相对位姿测量方法

为测量天线副面并联调整机构的相对位姿,研究了一种基于单目视觉的位姿测量系统.采用光源照射固定于动平台上的合作目标,结合滤光片等控制手段,利用单目相机采集非共面特征点的图像,获得高对比度的准理想图像.经过图像处理和平方加权质心法,提取出特征点的图像坐标,使用EPnP(Efficient Perspective-n-Point)算法进行位姿解算,最终可以得到并联调整机构的相对位姿测量方法.最后通过实验进行了精度验证,结果表明平移精度为0.1 mm,旋转精度为0.05◦,满足了实验要求,为并联机构的位姿检测提供了可行性思路.

反射面天线全路径机电耦合建模与补偿研究综述

反射面天线广泛应用于射电天文、卫星通信等领域,其电性能与结构制造工艺、安装误差和环境载荷等因素间存在极为复杂的影响关系,因此随着天线口径增大、频段提高,天线设计制造的难度也在不断增加.为突破该技术难题,本文围绕反射面天线机电耦合理论建模与补偿技术发展现状,从误差分类角度分别概述了主面、副面结构变形及馈源位姿偏移等误差对天线电性能的影响,从主动反射面、阵列馈源等技术手段出发,梳理了反射面天线在服役过程中的全路径电性能补偿方法.这些现状梳理,有助于理论方法的创新,更好地完成天线设计,有助于准确预测天线服役性能,更有效地实现全工况下的综合补偿,达到天线的性能指标.

大口径天线主反射面面形快速摄影测量方法研究

本文针对110 m口径全可动射电望远镜(QiTai Radio Telescope, QTT)全工况下主反射面面形快速高精度测量问题提出了一种基于图像传感器的快速摄影测量方法.该方法将天线主反射面分成16个测量单元,通过每个测量单元的不同焦距的两台相机测量反射面上固定靶标点的像素偏移量,并根据像素偏移量与天线反射面法向偏差之间的关系计算出反射面的变形量.通过优化确定了每个测量单元靶标点的数目,分析了面形测量精度影响因素,确定了每个测量单元上不同焦距的两个相机的安装位置和焦距等关键参数.该方法可以提高测量效率和精度,为大口径天线反射面快速测量提供了一种新的解决方案.

变形双反射面天线的机电耦合分析方法

双反射面天线广泛应用于雷达、卫星通信和射电天文等领域,针对变形双反射面天线的电性能求解问题,本文提出了基于物理光学法的机电耦合分析方法.深入分析了双反射面天线主副反射面变形对天线电性能的影响,通过将主副反射面轴向变形转换为天线远场积分公式中的相位误差影响项,建立了反射面表面结构位移场与天线远场之间的机电耦合关系.进一步将相位误差影响项作一阶泰勒级数展开,使得结构误差从天线远场积分运算中独立出来,通过构建包含主副反射面变形信息的误差矩阵可实现变形反射面天线远场的快速计算.对一个2.2 m天线进行案例分析,结果验证了所提方法的正确性.

基于简化促动器的QTT天线主动主反射体结构建模及分析方法

本文针对新疆110 m射电望远镜天线主动主反射体结构建模及调整分析技术进行了研究.首先,将简化促动器引入QTT天线结构模型中,建立了包含简化促动器的主动主反射体结构模型;其次,在外载荷作用下,由主动主反射体结构模型可以得到变形天线的促动器指向;再次,基于促动器刚性构件假设,将主动调整分析进一步简化为面板支撑点沿促动器指向调整指定位移的有限元约束方程;最后,针对QTT天线模型对本文方法进行案例仿真,所提方法计算结果与ANSYS仿真结果的差异量约为10^(-9)mm,表明所提方法的有效性.该方法可为大型射电望远镜天线主动调整的精确分析提供参考.

射电望远镜天线主反射面面形测量方法综述

射电望远镜主反射面面形精度是影响望远镜性能最重要的因素之一,因此主反射面面形测量的研究和应用是评价和补偿天线性能的重要基础.本文梳理了经纬仪测量法、激光测量法、全息测量法、摄影测量法等主要的大型反射面天线主反射面的面形精度测量技术,并对每种测量方法的原理和应用案例进行了说明和总结,为QTT天线的主面测量技术提供参考.

26m射电望远镜副面调整机构误差分析

新疆乌鲁木齐南山26m射电望远镜(NSRT)采用Stewart并联机构实现副反射面(简称副面)五自由度运动调整。为确保并联机构的运动精度能满足射电望远镜高精度的指向要求,对影响副面调整机构运动精度的各项误差进行了分析。几何误差模拟结果显示,为使并联机构达到要求的精度,应保证杆长误差小于0.08mm,铰链误差小于0.04mm。通过对实测结果与仿真结果分析比较,得出回零误差是造成并联机构误差的主要原因。由于并联机构的回零检测装置主要由增量式编码器与限位开关组成,其中限位开关反馈信号的异常,会引起并联机构的回零误差,分析得到该因素是造成NSRT副面并联机构工作偏差的主要原因,这对并联机构的误差补偿具有指导意义。