南极望远镜运动控制系统有关问题研究

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1、至选璺竺璺!兰塾Q塾丛Q垒Q坠￡Q望!!=Q!SY璺!曼堡ByZhengFengADissertationSubmittedtoUniversityofChineseAcademyofSciencesInpartialfulfillmentoftherequirementForthedegreeofMasterofScienceNanjingInstituteofAstronomicalOptics&TechnologyChineseAcademyofSciencesMay,2013学位论文版权使用授权书本人完全了解中国科学院大学有关保留、使用学位论文

2、的规定，即：学校有权保存学位论文的印刷本和电子版，并提供目录检索与阅览服务；学校可以公布论文的全部或部分内容，可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存学位论文。本人同意《中国优秀博硕士学位论文全文数据库》出版章程的内容，愿意将学位论文提交《中国学术期刊(光盘版)》电子杂志社，编入CNKI学位论文全文数据库并充实到“学位论文学术不端行为检测系统”比对资源库，同意按章程规定享受相关权益。保密论文在解密后遵守此规定。论文作者签名：名寸邑指导教师签名：日期：沙f_)年占月年日摘要南极内陆冰穹高原Dome—A具有海拔高、干燥、温度低、视宁度好、风速低等优点，

3、但由于其特殊的环境和不宜居住，建造望远镜的难度介于地面天文台和空间天文台之间。同时，在南极建造望远镜具有特殊的技术挑战，如：电路系统的温控和可靠性、望远镜的全自动遥控、大型望远镜的安装调试等【11。基于此背景，设计了以数字信号控制器dsPIC30F6010A和运动控制H桥组件LMDl8200构成的南极天文望远镜双机备份运动控制系统。论文首先分析了望远镜控制系统的发展现状，阐述了系统中所用到的直流电机的基本构成、工作原理，并研究了电机的数学模型、控制系统的构成及其基本控制策略，给出了基于数字信号控制器的望远镜控制系统设计方案。然后在前期的研究工作及所取得

4、的阶段性成果的基础之上，以美国微芯公司的高性能16位数字信号控制器(DSC)dsPIC30F6010A为核心设计了硬件系统，并编写了系统软件。硬件系统包括电源电路、驱动及电流检测电路、故障检测与信号切换电路、CAN接口电路以及硬件抗干扰措施。在设计上实现了系统硬件电路小型化及模块化。软件部分在C编译环境下采用模块化编程，包括主循环程序模块、CAN总线通讯模块、电流环、转速环、位置环、故障保护模块、PWM脉宽调制模块以及软件抗干扰措施等。最后对整个控制系统进行了调试。给出了部分实测波形并进行了分析，对系统中出现的问题给予解决，测试结果表明控制系统设计达到

5、了预期效果。该控制系统可以应用于南极巡天望远镜(AST3)的控制系统中。关键词：南极望远镜；备份；切换：PIC；PWM；故障检测。南极望远镜运动控制系统有关问题研究ⅡAbstraetResearchonMotionControlSystemAppliedintheAntarcticTelescopeZhengFengDirectedbyProf．HaiWangAbstractDomeArgus，thehighestpointoftheAntarcticicesheet，hastheadvantagesofhighaltitude，dry,lowtemp

6、erature，excellentastronomicalseeing，lowwindvelocity,etc．Butbecauseofitsspecialenvironmentandinhospitable，thedifficultyoftelescopebuildingisbetweenobservatoryonthegroundandspaceobservatory．Atthesametime，therearesomespecialtechnologychallengesthroughtheAntarctictelescopebuildingpr

7、ocesssuchasthereliabilityofthetemperaturecontrolsystem，thetelescopeautomaticremotecontrol，installationanddebuggingofthelargetelescope，etc．Basedonthisbackground，thispaperpresentsadual-corebackupmotioncontrolsystembasedondsPIC30F6010AandLMD18200torealizetheprecisecontrolfortheBDC’

8、SvelocityandpositionoftheAntarcticAstronomicalT