用于薄镜面主动光学的音圈力促动器设计

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1、ByZhangYufangADissertationSubmittedtoUniversityofChineseAcademyofSciencesInpartialfulfillmentoftherequirementForthedegreeofMasterofAstrophysicsNanjingInstituteofAstronomicalOptics&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

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3、剧增加已经不能满足要求。薄镜面主动光学技术的出现很好的解决了大口径镜面需求与制造能力之间的矛盾。主动光学要求在大型光学望远镜的观测过程中，通过安装在主镜背后的主动力促动器系统不断修正镜面因重力、风力、温度等外部载荷因素而发生的变形。本文基于光学天文望远镜薄镜面主动光学技术中的力促动器的应用，研究了力促动器的工作原理、机械结构以及性能要求。由于音圈力促动系统简单、经济并具有快速反应，工作频率高的特点，本文通过对音圈力驱动原理的研究，设计了应用于主动光学的音圈力促动器，并进行了试验验证。主要工作包括音圈力促动器系统调研、电磁驱动理论研究、音圈力促动器设计和分析、控制方案研究、试

4、验测试及装置改进工作。针对未来极大口径天文望远镜中的应用要求，对力促动器的发展趋势提出了展望。试验测试结果表明，所设计的音圈力促动器基本完成了初期的设计指标，实验结果证明音圈力促动器是一个非接触式高线性系统，输出力可达到4-0．5N，并且在此范围内时，线性度可小于0．09％。关键词：光学望远镜，主动光学，薄镜面，力促动器，音圈电机，磁场分析，有限元分析ABSTRACTThediameteroftelescopesbecomesbiggerandbigger,whenimagingcapabilityofmodemastronomicalobservationtechniqu

5、esdemandinghavebecomeincreasing．Thetraditionalprimarymirrorcannotmeettherequirements，becauseofitsquality,processing，costanddifficultyofthesharpincreaseinthesupport．Thinmirroractiveopticstechnologyisagoodsolutiontosolvethecontradictionbetweenlarge-diametermirrordemandandthemanufacturingcapa

6、city．Intheobservationprocessoflargeopticaltelescope，Activeopticaliscontinuouslyandactivelycorrectmirrordeformationduetogravity,wind，temperatureandotherextemalfactors，bytheforceactuatorsystemwhichmountedbehindthemainmirror．Basedontheapplicationofforceactuatorinthethinmirroractiveopticaltele

7、scope，researchontheforceactuatorworkingprinciple，themechanicalstructure，andperformancerequirements．Asthevoicecoilforceactuatorsystemissimple，economical，fastresponseandhighfrequency,throughtheresearchofthevoicecoilforcedrivingprinciple，designvoicecoilforceactua