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大型空间望远镜次镜调整机构精度分析与测试
被引量:
5
1
作者
赵海波
赵伟国
+4 位作者
董吉洪
杨维帆
刘奉昌
周平伟
姜萍
《光学精密工程》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2019年第11期2374-2383,共10页
为满足大口径离轴三反空间望远镜在轨成像质量需求,设计了一种基于6-PSS并联机构的次镜调整机构,并针对其精度进行了分析与实测。首先,分析了次镜调整机构的组成和光学系统对它的精度需求。随后,以逆运动学分析为基础建立了次镜调整机...
为满足大口径离轴三反空间望远镜在轨成像质量需求,设计了一种基于6-PSS并联机构的次镜调整机构,并针对其精度进行了分析与实测。首先,分析了次镜调整机构的组成和光学系统对它的精度需求。随后,以逆运动学分析为基础建立了次镜调整机构的误差模型,并对结构参数、动平台位置、动平台姿态对整机精度的影响进行了理论分析,根据分析结果结合实际空间包络及重量等约束确定结构参数,并采用Monte Carlo模型分析了该结构参数下的次镜调整机构的随机误差和系统误差。最后,搭建了精度测试系统,对次镜六维调整机构的主要技术指标进行了实测。测试结果显示,次镜六维调整机构的位移分辨率优于0.1μm,角度分辨率优于0.5″,双向重复定位精度达到亚微米/亚角秒量级(±0.4μm/±0.3″),其绝对定位精度可以达到微米/角秒量级,满足大型空间望远镜在轨成像要求。
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关键词
大型空间望远
镜
次镜调整
机构
误差模型
精度分析
精度测试
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职称材料
Stewart次镜调整平台空间包络判定算法研究
被引量:
2
2
作者
谭爽
梁凤超
+2 位作者
鄢南兴
林喆
康建兵
《航天返回与遥感》
CSCD
北大核心
2021年第1期108-114,共7页
由于空间遥感相机受体积、质量和制造成本的限制,Stewart次镜调整平台需要在任意运动时刻不超出给定的包络尺寸,急需一种解决相机次镜平台空间运动约束的包络判定算法。文章根据结构参数建立了Stewart次镜调整平台运动模型,利用三角函...
由于空间遥感相机受体积、质量和制造成本的限制,Stewart次镜调整平台需要在任意运动时刻不超出给定的包络尺寸,急需一种解决相机次镜平台空间运动约束的包络判定算法。文章根据结构参数建立了Stewart次镜调整平台运动模型,利用三角函数关系并考虑支杆长度的约束,推导模型中平移与旋转的极限位置,然后给出空间包络的判定方法。将该判定模型应用于某空间遥感相机的Stewart次镜调整平台实例中,运用解析法可快速计算出极限位置,节约了大量时间;运用数值法可进一步精确求出在有支杆长度约束时的极限位置,解析法和数值法结果均满足包络尺寸的要求,表明该包络判定算法适用于六自由度并联机构的空间包络判定。
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关键词
六自由度并联机构
空间包络
包络模型
次镜调整
空间相机
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职称材料
五自由度次镜调整机构的研究
被引量:
5
3
作者
温正方
张景旭
张丽敏
《工程设计学报》
CSCD
北大核心
2010年第6期473-478,共6页
在同轴望远镜系统中,主镜和次镜的相对位置和姿态有非常严格的要求,需要将次镜设计成多自由度可以调整的机构.针对次镜调整机构的性能要求,提出一套由二维XY移动平台和三维Tip/Tilt/Focus平台组合成的五自由度次镜调整机构方案.其中三维...
在同轴望远镜系统中,主镜和次镜的相对位置和姿态有非常严格的要求,需要将次镜设计成多自由度可以调整的机构.针对次镜调整机构的性能要求,提出一套由二维XY移动平台和三维Tip/Tilt/Focus平台组合成的五自由度次镜调整机构方案.其中三维Tip/Tilt/Focus平台由3个驱动器、定平台与动平台组成,驱动器与动平台之间由柔性铰链连接,通过3个驱动器的伸缩和柔性铰链的转动来实现动平台的三自由度运动.对三维Tip/Tilt/Focus平台的运动学原理作了详细介绍,深入地讨论柔性铰链弯曲刚度和轴向刚度与几何参数的关系.研究结果为五维调整机构及柔性铰链的设计提供客观依据,具有较大的实际意义.
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关键词
次镜调整
机构
驱动器
柔性铰链
弯曲刚度
轴向刚度
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职称材料
空间相机次镜调整机构的性能评价及参数优化
被引量:
1
4
作者
刘宇哲
张新宇
+3 位作者
张群
杨勇
彭慧莲
杨自鹏
《红外与激光工程》
EI
CSCD
北大核心
2019年第12期215-222,共8页
针对空间相机次镜调整机构的复杂设计约束要求,提出一组评价调整机构运行效率的指标体系,并基于这组指标评价体系,优化得到一组综合约束下效率性能较高的机构尺寸参数。通过建立机构的运动学模型、运动误差模型、静力学模型和动力学模型...
针对空间相机次镜调整机构的复杂设计约束要求,提出一组评价调整机构运行效率的指标体系,并基于这组指标评价体系,优化得到一组综合约束下效率性能较高的机构尺寸参数。通过建立机构的运动学模型、运动误差模型、静力学模型和动力学模型,针对运载过程和在轨运行期间的约束要求,提出了空间利用效率指标、误差传递效率指标、质量受力效率指标和运动能耗效率指标,基于四个效率性能评价指标,利用性能图谱法,分别得到了四个效率指标的性能图谱,并进一步优化得到了一组效率性能全面的机构尺寸参数(a,b,l)=(197 mm,643 mm,1260 mm),研究成果为后续该机构的空间工程应用奠定了良好的理论基础。
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关键词
空间科学
次镜调整
机构
性能图谱法
性能评价
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职称材料
空间相机次镜在轨校正仿真分析
被引量:
5
5
作者
王茫茫
刘兆军
李博
《航天返回与遥感》
CSCD
2018年第2期73-83,共11页
针对空间环境变化引起的面形误差和位置误差导致空间相机成像品质下降的情况,提出一种次镜调整补偿系统像差的多软件联合仿真方法。采用次镜调整来补偿系统像差的方法,利用条纹泽尼克多项式来拟合系统波前像差,建立像差系数和次镜调整...
针对空间环境变化引起的面形误差和位置误差导致空间相机成像品质下降的情况,提出一种次镜调整补偿系统像差的多软件联合仿真方法。采用次镜调整来补偿系统像差的方法,利用条纹泽尼克多项式来拟合系统波前像差,建立像差系数和次镜调整量之间的多视场灵敏度矩阵模型,进而通过最小二乘法迭代计算求解出各调整量,实现次镜在轨校正的闭环控制。以偏视场同轴三反消像散光学系统为例进行仿真分析,次镜多次迭代调整可以使系统多个视场的波像差接近原始设计值。仿真结果验证了次镜在轨调整的像差补偿作用,为空间相机在轨主动像差校正技术提供了工程应用参考价值。
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关键词
次
镜
在轨
调整
泽尼克多项式
同轴三反光学系统
主动波前控制
模型灵敏度矩阵航天遥感
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职称材料
近红外镜头系统的设计与装调
被引量:
4
6
作者
刘婷毓
张景旭
+2 位作者
杨飞
明名
吕天宇
《红外与激光工程》
EI
CSCD
北大核心
2013年第3期669-674,共6页
为了使1.23 m望远镜具有大视场捕获功能,进行了口径为200 mm的近红外镜头的设计与装调工作。首先,通过光学原理确定同轴反射式光学系统。其次,通过有限元分析方法对比桁架式与圆筒式主支撑结构、三翼梁与四翼梁式次镜支撑结构在不同工...
为了使1.23 m望远镜具有大视场捕获功能,进行了口径为200 mm的近红外镜头的设计与装调工作。首先,通过光学原理确定同轴反射式光学系统。其次,通过有限元分析方法对比桁架式与圆筒式主支撑结构、三翼梁与四翼梁式次镜支撑结构在不同工况下的变形,确定桁架式三翼梁支撑结构。最后通过设计适当的次镜装调结构和选用适当的CCD电控平移台,对系统进行装调。装调后对系统进行检测实验,检测得到系统波前误差RMS=0.106 18λ,PV=0.553 62λ(λ=632 nm)。检测结果表明该近红外镜头足够满足光学设计要求及成像要求。
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关键词
近红外系统
桁架
圆筒式
次
镜
支撑结构
次镜调整
机构
下载PDF
职称材料
题名
大型空间望远镜次镜调整机构精度分析与测试
被引量:
5
1
作者
赵海波
赵伟国
董吉洪
杨维帆
刘奉昌
周平伟
姜萍
机构
中国科学院长春光学精密机械与物理研究所
中国科学院大学
出处
《光学精密工程》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2019年第11期2374-2383,共10页
基金
国家自然科学基金青年基金资助项目(No.11703027)
文摘
为满足大口径离轴三反空间望远镜在轨成像质量需求,设计了一种基于6-PSS并联机构的次镜调整机构,并针对其精度进行了分析与实测。首先,分析了次镜调整机构的组成和光学系统对它的精度需求。随后,以逆运动学分析为基础建立了次镜调整机构的误差模型,并对结构参数、动平台位置、动平台姿态对整机精度的影响进行了理论分析,根据分析结果结合实际空间包络及重量等约束确定结构参数,并采用Monte Carlo模型分析了该结构参数下的次镜调整机构的随机误差和系统误差。最后,搭建了精度测试系统,对次镜六维调整机构的主要技术指标进行了实测。测试结果显示,次镜六维调整机构的位移分辨率优于0.1μm,角度分辨率优于0.5″,双向重复定位精度达到亚微米/亚角秒量级(±0.4μm/±0.3″),其绝对定位精度可以达到微米/角秒量级,满足大型空间望远镜在轨成像要求。
关键词
大型空间望远
镜
次镜调整
机构
误差模型
精度分析
精度测试
Keywords
large space telescope
secondary mirror adjusting mechanism
error model
accuracy analysis
accuracy testing
分类号
TH743 [机械工程—光学工程]
下载PDF
职称材料
题名
Stewart次镜调整平台空间包络判定算法研究
被引量:
2
2
作者
谭爽
梁凤超
鄢南兴
林喆
康建兵
机构
北京空间机电研究所
出处
《航天返回与遥感》
CSCD
北大核心
2021年第1期108-114,共7页
文摘
由于空间遥感相机受体积、质量和制造成本的限制,Stewart次镜调整平台需要在任意运动时刻不超出给定的包络尺寸,急需一种解决相机次镜平台空间运动约束的包络判定算法。文章根据结构参数建立了Stewart次镜调整平台运动模型,利用三角函数关系并考虑支杆长度的约束,推导模型中平移与旋转的极限位置,然后给出空间包络的判定方法。将该判定模型应用于某空间遥感相机的Stewart次镜调整平台实例中,运用解析法可快速计算出极限位置,节约了大量时间;运用数值法可进一步精确求出在有支杆长度约束时的极限位置,解析法和数值法结果均满足包络尺寸的要求,表明该包络判定算法适用于六自由度并联机构的空间包络判定。
关键词
六自由度并联机构
空间包络
包络模型
次镜调整
空间相机
Keywords
Stewart platform
space envelope
envelope model
secondary mirror
space camera
分类号
TP24 [自动化与计算机技术—检测技术与自动化装置]
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职称材料
题名
五自由度次镜调整机构的研究
被引量:
5
3
作者
温正方
张景旭
张丽敏
机构
中国科学院长春光学精密机械与物理研究所
中国科学院研究生院
出处
《工程设计学报》
CSCD
北大核心
2010年第6期473-478,共6页
基金
中国科学院三期创新项目
文摘
在同轴望远镜系统中,主镜和次镜的相对位置和姿态有非常严格的要求,需要将次镜设计成多自由度可以调整的机构.针对次镜调整机构的性能要求,提出一套由二维XY移动平台和三维Tip/Tilt/Focus平台组合成的五自由度次镜调整机构方案.其中三维Tip/Tilt/Focus平台由3个驱动器、定平台与动平台组成,驱动器与动平台之间由柔性铰链连接,通过3个驱动器的伸缩和柔性铰链的转动来实现动平台的三自由度运动.对三维Tip/Tilt/Focus平台的运动学原理作了详细介绍,深入地讨论柔性铰链弯曲刚度和轴向刚度与几何参数的关系.研究结果为五维调整机构及柔性铰链的设计提供客观依据,具有较大的实际意义.
关键词
次镜调整
机构
驱动器
柔性铰链
弯曲刚度
轴向刚度
Keywords
adjustment mechanism of secondary mirror
actuator
flexure hinges
bending rigidity
axial rigidity
分类号
TH12 [机械工程—机械设计及理论]
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职称材料
题名
空间相机次镜调整机构的性能评价及参数优化
被引量:
1
4
作者
刘宇哲
张新宇
张群
杨勇
彭慧莲
杨自鹏
机构
北京宇航系统工程研究所
出处
《红外与激光工程》
EI
CSCD
北大核心
2019年第12期215-222,共8页
基金
国家自然科学基金(51225503,51575307)
文摘
针对空间相机次镜调整机构的复杂设计约束要求,提出一组评价调整机构运行效率的指标体系,并基于这组指标评价体系,优化得到一组综合约束下效率性能较高的机构尺寸参数。通过建立机构的运动学模型、运动误差模型、静力学模型和动力学模型,针对运载过程和在轨运行期间的约束要求,提出了空间利用效率指标、误差传递效率指标、质量受力效率指标和运动能耗效率指标,基于四个效率性能评价指标,利用性能图谱法,分别得到了四个效率指标的性能图谱,并进一步优化得到了一组效率性能全面的机构尺寸参数(a,b,l)=(197 mm,643 mm,1260 mm),研究成果为后续该机构的空间工程应用奠定了良好的理论基础。
关键词
空间科学
次镜调整
机构
性能图谱法
性能评价
Keywords
space science
secondary mirror adjusting mechanism
performance atlases method
performance evaluation
分类号
TH743 [机械工程—光学工程]
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职称材料
题名
空间相机次镜在轨校正仿真分析
被引量:
5
5
作者
王茫茫
刘兆军
李博
机构
北京空间机电研究所
先进光学遥感技术北京市重点实验室
北京空间飞行器总体设计部
出处
《航天返回与遥感》
CSCD
2018年第2期73-83,共11页
基金
国家重大科技专项工程
文摘
针对空间环境变化引起的面形误差和位置误差导致空间相机成像品质下降的情况,提出一种次镜调整补偿系统像差的多软件联合仿真方法。采用次镜调整来补偿系统像差的方法,利用条纹泽尼克多项式来拟合系统波前像差,建立像差系数和次镜调整量之间的多视场灵敏度矩阵模型,进而通过最小二乘法迭代计算求解出各调整量,实现次镜在轨校正的闭环控制。以偏视场同轴三反消像散光学系统为例进行仿真分析,次镜多次迭代调整可以使系统多个视场的波像差接近原始设计值。仿真结果验证了次镜在轨调整的像差补偿作用,为空间相机在轨主动像差校正技术提供了工程应用参考价值。
关键词
次
镜
在轨
调整
泽尼克多项式
同轴三反光学系统
主动波前控制
模型灵敏度矩阵航天遥感
Keywords
SM adjustment on orbit
Zernike polynomials
coaxial three-mirror system
active wavefront control
sensitivity matrix
space remote sensing
分类号
V476.3 [航空宇航科学与技术—飞行器设计]
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职称材料
题名
近红外镜头系统的设计与装调
被引量:
4
6
作者
刘婷毓
张景旭
杨飞
明名
吕天宇
机构
中国科学院长春光学精密机械与物理研究所
中国科学院大学
出处
《红外与激光工程》
EI
CSCD
北大核心
2013年第3期669-674,共6页
基金
国家自然科学基金(D41074126)
文摘
为了使1.23 m望远镜具有大视场捕获功能,进行了口径为200 mm的近红外镜头的设计与装调工作。首先,通过光学原理确定同轴反射式光学系统。其次,通过有限元分析方法对比桁架式与圆筒式主支撑结构、三翼梁与四翼梁式次镜支撑结构在不同工况下的变形,确定桁架式三翼梁支撑结构。最后通过设计适当的次镜装调结构和选用适当的CCD电控平移台,对系统进行装调。装调后对系统进行检测实验,检测得到系统波前误差RMS=0.106 18λ,PV=0.553 62λ(λ=632 nm)。检测结果表明该近红外镜头足够满足光学设计要求及成像要求。
关键词
近红外系统
桁架
圆筒式
次
镜
支撑结构
次镜调整
机构
Keywords
near-IR system
truss structure
cylinder type configuration
secondary mirror support structure
secondary mirror adjusting structure
分类号
TH751 [机械工程—精密仪器及机械]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
大型空间望远镜次镜调整机构精度分析与测试
赵海波
赵伟国
董吉洪
杨维帆
刘奉昌
周平伟
姜萍
《光学精密工程》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2019
5
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职称材料
2
Stewart次镜调整平台空间包络判定算法研究
谭爽
梁凤超
鄢南兴
林喆
康建兵
《航天返回与遥感》
CSCD
北大核心
2021
2
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职称材料
3
五自由度次镜调整机构的研究
温正方
张景旭
张丽敏
《工程设计学报》
CSCD
北大核心
2010
5
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职称材料
4
空间相机次镜调整机构的性能评价及参数优化
刘宇哲
张新宇
张群
杨勇
彭慧莲
杨自鹏
《红外与激光工程》
EI
CSCD
北大核心
2019
1
下载PDF
职称材料
5
空间相机次镜在轨校正仿真分析
王茫茫
刘兆军
李博
《航天返回与遥感》
CSCD
2018
5
下载PDF
职称材料
6
近红外镜头系统的设计与装调
刘婷毓
张景旭
杨飞
明名
吕天宇
《红外与激光工程》
EI
CSCD
北大核心
2013
4
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职称材料
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