基于故障树的南极天文光学望远镜镜面除霜系统的可靠性分析

我国的南极天文光学望远镜目前架设在环境恶劣的南极冰穹A地区,观测时处于无人值守的状态。由于观测时部分光学镜面暴露在外部环境中,镜面表面的冰雪霜会降低光学系统的透光效率和反射效率。望远镜镜面除霜系统旨在降低或消除冰雪霜对光学系统的影响。基于故障树分析法建立了望远镜镜面除霜系统失效的故障分析树,通过对故障树的定性和定量分析,得到系统的最小割集和引起故障的各基本事件的结构重要度排序。结合实测结果,有效地找出系统的薄弱环节,对于提高系统的可靠性,改进和完善系统提供了理论指导。

南极天文光学望远镜智能化除霜方法

南极Dome A(冰穹A)因其优良的观测条件被誉为地球上最好的天文观测台址之一。Dome A温度常年处于-30^-80℃,相对湿度40%~80%,温度起伏大,望远镜镜面易结霜,影响天文观测的效率和质量。为实现无人值守的智能化镜面除霜、减少除霜对观测时间的占用、降低除霜对镜面视宁度的影响、减少除霜对能源的消耗,提出了智能化除霜方法。首先,分析环境、科学数据、仪器三者的关系,利用外部输入非线性自回归(nonlinear auto regressive models with exogenous input,NARX)时间序列神经网络构建望远镜镜面状态的预测模型;其次,设计南极望远镜智能化除霜仿真系统,实时预测镜面情况,根据预测结果模拟采取相应的应对措施。结果表明该方法能有效实现智能化除霜,减少了人为干预,节约了观测时间,提高了望远镜运行的可靠性。