GPIB接口在天文仪器上的应用

由中科院南京天文仪器研制中心和国外合作设计和研制的一些高精度、计算机全自动控制天文仪器中曾采用过GPIB接口。笔者曾设计过基于MC68488GPIB芯片的接口板,并为此开发了一些应用软件。该接口板在水平子午环的控制系统中得到了成功的应用。本文提供了我们在这方面的实践,希望和其他与会者交流。

基于Matlab的天文望远镜实时位置仿真显示

本文以赤道式天文望远镜为例,利用AC4031:64入/64出通用数字I/O板来实现望远镜的位置反馈,通过Matlab/Simulink建立仿真模型和GUI界面,借助虚拟现实技术,在PC机上构造出了能被人们观察、交互、控制并可沉浸其中的三维图形虚拟空间。实现了望远镜在虚拟星空下的实时位置的仿真显示,同时也初步实现了在虚拟环境下望远镜的自动找星控制。

基于C#的船舶光学载荷参数测试系统设计

本文构造海面模型以及尾迹模型,并阐述海面上的光学特性。重点研究光学载荷参数的评价模型,同时基于C#设计了船舶光学载荷参数测试系统,对船舶光学载荷参数进行测试,并对光谱响应率、MTF值、MRTD以及NETD等光学载荷参数进行分析。

钢环反射式光栅编码器在转台伺服系统中的应用

在使用望远镜转台伺服控制系统中,精确检测转台位置和速度对实现恒星,卫星稳定跟踪非常重要,常规的增量式编码器难以满足跟踪精度要求。鉴于此,选用一种高精度的钢环反射式光栅编码器(RESM20USA413),且与ARM处理器的接口电路简单,对编码器输出信号进行了光学细分,滤波处理,并对系统进行了跟踪测试。实验结果表明:采用RESM20USA413作为直驱转台伺服系统的编码器,方位,俯仰轴的跟踪精度均在5″以下,满足系统的跟踪要求。

望远镜主转动框架设计分析方法

利用有限元方法,完成对望远镜主转动框架的结构静力分析和模态分析。并利用有限元中建立刚性区和坐标变换等方法进行了简化模型。阐述了基于有限元分析的结构模型的建立及简化处理过程,利用ANSYS软件完成了静力及模态分析计算,通过分析的结果为工程实际提供参考和建议,为主转动框架的分析提供了一种新的思路。

正弦波细分步进电机微步驱动器

一种新型的1024正弦波细分步进电机微步驱动器已经研制成功。用于步矩角为0．9°的二相（四相）混合式步进电机驱动时，其最高分辨率为102400微步／转．对各相绕组分别通以相位差为而幅值相同的正弦被电流，在电机内形成一个幅值不变的均匀的圆形旋转磁场。足够高的细分度以及线性功率放大器的应用，实现了步进电机恒转矩、无振动、无噪声及定调速范围的微步距运行。该微步驱动器已被成功地应用在现代精密光学天文仪器——恒星光干涉仪的自动控制系统之中．

分光仪PSPO的光学设计

本文介绍棱镜分光光度仪PSPO的光学设计结果．PSPO以TH7832双线CCD作为系统探测器，可同时观测0．365－1.0微米波长范围内的天体及周围背景的低色散光谱．仪器的入射焦比为F／18，平均光谱分辨率约为10nm．本文简单介绍了PSPO的光学调整，并给出了波长校正实验和配备名古屋大学50公分望远镜进行试观测的结果．设计和实验结果表明，光学设计很好地满足了天文课题对仪器的设计要求，PSPO已可以应用于天文观测．

激光在大型望远镜中应用

简述激光在大型天文望远镜中应用，如激光人造星，测量４．３ｍ主镜面形，自准调校恒星光干涉仪和程差补偿测量，望远镜筒主副镜间相对倾角和弯沉测量等。

精密光电测试转台热特性仿真分析

本精密光电测试转台用于高精度星敏感器的地面标定检测系统,其置于地面模拟空间环境中,要求其在恶劣的模拟空间环境中具有极高的精度。为了研究精密转台在模拟的空间高、低温真空环境中的变形特点及工作精度,首先分析了转台所处的高、低温真空环境的特点,给出了转台在高、低温真空环境中的主要传热途径,然后合理地选择了转台材料并设计了转台的机械结构,最后应用ANSYS有限元分析软件对转台做了热-结构耦合仿真分析。通过仿真分析,得到了转台在两个极限温度(-60℃和90℃)环境中达到热平衡时的温度变化特性和整体变形量,进而得出了变形对转台在高、低温真空环境中精度的影响。结合对转台的使用精度要求,对转台进行了结构优化设计,最终使转台达到了所需要的工作精度要求。

PSPO-CCD系统评估

本文介绍对分光仪PSP0探测器TH7832 CCD的评估结果。该CCD系统工作在-130℃～-110℃温度下,具有较好的稳定性和很好的线性。系统的读出噪声约为300电子,动态范围3500。在实验结果的基础上,文章对系统性能的改善进行了简单的讨论。

低温下(-213℃)补偿机构的设计

为了满足光学平台在低温下(-213℃)的光学设计稳定性要求,本文设计了一种温度补偿结构,基于材料热膨胀系数随温度变化的原理对该结构进行了理论计算和实验验证。该结构通过控制螺栓的预紧力保证连接件可靠,并使殷钢板在低温下处于自由伸缩状态;并利用在低温下因瓦合金变形极小补偿不锈钢变形带来的误差。其光学系统的在低温下的指标RMS≤?/10,?=632.8 nm。理论表明,在低温下因瓦合金的最大变形量为0.24884 mm,不锈钢的最大变形量为2.910 mm;实验结果表明:在常温和低温下用干涉仪测得的光学系统的面形精度分别为RMS=?/13、RMS=?/12,?=632.8 nm。在低温下能较好满足光学设计稳定性要求。

地平式望远镜高度轴回转精度检测与计算方法

介绍一种针对地平式望远镜高度轴回转精度的检测与计算方法。采用测微准直望远镜记录下高度轴两端十字丝中心运动轨迹,运用最小二乘法拟合假想无晃动条件下圆形轨迹,将二者做比较,计算出高度轴晃动量值与方向。该方法简单可靠并具较高精度,对同类仪器的轴线晃动量检测与计算具有参考意义。

扫描激光雷达的传动设计及稳定性分析

为了提高扫描激光雷达方位运动的精度和稳定性,首次对原有传动设计整体进行了分析,同时采取视传动系统刚体化的方法,利用有限元法对结构系统中传动箱的模态、谐响应及底盘的刚度进行了分析计算,得出原有设计的不合理之处;接着,参考上述结论,以原有方位传动布局为基础,将传动系统和结构系统分别进行了改进,将之前的一体式传动设计改为分体式,末级的涡轮蜗杆传动改为斜齿轮传动,再次使用同样的方法对改进结构系统中传动箱的模态、谐响应及底盘的刚度进行了分析计算,满足了工程需要,经试验验证,该传动系统稳定性更好,表明该设计的合理性和有效性,其设计方法对其他扫描式精密仪器的传动设计有一定的借鉴作用。

卫星轨道跟踪系统的设计

准确利用激光测量目标卫星距离的关键在于提高望远镜跟踪目标卫星的准确度。本系统采用多项式系数求解法与前馈补偿的PID控制算法相结合的卫星轨道跟踪方法构造位置环控制器。针对"中国科学院测量与地球物理研究所1米人卫激光测距望远镜",进行卫星跟踪实验,结果表明:7阶多项式插值能够准确地获取卫星实时坐标,插值精度在0.1'';前馈补偿的PID控制算法能够保证望远镜快速有效地跟踪目标卫星,跟踪精度优于2''。

大口径反射镜面形状的测试分析

对Φ1.56米的反射式抛物镜面,利用平行光入射,采用多点扫描取样,测量在焦点附近经过反射镜反射聚焦后的光斑分布,并对总共96个测点数据作不同方法的处理分析。测试装置是国内首次独立设计与组装的。

天文光学望远镜的调校与检测

本文扼要叙述了天文光学望远镜的通用调校步骤与方法，适用于诸如卡氏（Ｃａｓｓｅｇｒａｉｎ）、葛氏（Ｇｒｅｇｏｒｙ）、奈氏（Ｎａｓｍｙｔｈ）、折轴（Ｃｏｕｄé）、施密特（Ｓｃｈｍｉｄｔ）、牛顿（Ｎｅｗｔｏｎ）望远镜、…等的光学元件及系统的调校。对极轴的高度与方位的调整，也给以简要介绍。本文还概述了对成像质量的检测。文中以通光口径２．１６ｍ天文望远镜为例，给出了光路调整图。

一种高精度两轴转台垂直度的快速检测方法

针对高精密两轴转台的结构特点，介绍了一种快速检测转台垂直度的方法。该方法使用千分表测量出俯仰轴的回转精度和俯仰轴相对于方位轴的波动值，运用误差合成公式计算得到两轴转台的垂直度，具有简洁高效、重复性好和结果直观等优点。测试实例表明检测方法准确可信，在检测点间距1m的条件下，能分辨出1．6′-4-0．6″垂直度误差，结果满足装配条件下的精度要求。