基于音圈电机的主动光学力促动器研究.pdf

《基于音圈电机的主动光学力促动器研究.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。

1、中国科学技术大学硕士学位论又基于音圈电机的主动光学力促动器研究作者姓名：学科专业：导师姓名：完成时间：陈子豪精密仪器及机械翟超教授顾永刚工程师二零一二年六月三日UniversityofScienceandTechnologyofChinaAdissertationformaster’SdegreeResearchingof1_一ActiveopticsForce，ActuatorbasedontheVoiceCoilMotorAuthor’SName：ChenZihaoSpecialty：PrecisionInstrumentationandMachinerySupe

2、rvisor：Professor，ChaoZhaiEngineer,YonggangGuFinishedtime：June3m，2012中国科学技术大学学位论文原创性声明本人声明所呈交的学位论文，是本人在导师指导下进行研究工作所取得的成果。除已特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含任何他人已经发表或撰写过的研究成果。与我一同工作的同志对本研究所做的贡献均已在论文中作了明确的说明。、作者签名：§乐&蠢签字日期：丝!兰!笪!量中国科学技术大学学位论文授权使用声明作为申请学位的条件之一，学位论文著作权拥有者授权中国科学技术大学拥有学位论文的部分使用权，即：学校有权按有关规

3、定向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅，可以将学位论文编入《中国学位论文全文数据库》等有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。本人提交的电子文档的内容和纸质论文的内容相一致。保密的学位论文在解密后也遵守此规定。作者签名：口保密(——年)逝)查豪导师签名：签字日期：垫!羔151墨签字日期：鲨!堡』!盘摘要主动光学是大口径望远镜中的关键技术及主要技术难题，主动光学系统是用于校正波前误差的闭环控制系统，由波前传感器、计算机控制系统、校正元件和校正促动器构成。主动光学校正的误差源主要来自光学和机械加工、以及安装和

4、校正等产生的系统误差及由于重力和温度梯度变化而导致的望远镜变形，因此，校正频率较低，最高频率约为10之Hz。但如果还要校正～部分低频的圆顶内和主镜上的大气扰动以及风载引起的误差，则校正频率要高达10Hz。校正微小变形，就需要高精度力促动器。本文通过对力促动器性能的分析，经过方案比较，最终采用了音圈电机作为促动器的驱动部件。通过对音圈电机工作原理的分析，得出了音圈电机机电耦合的数学模型，并搭建了基于LabVIEW的音圈电机实验控制平台。对其控制提出了两种控制方案：PID控制和最少拍控制，经过实验平台实验最终采用最小拍控制理论对音圈电机进行位置反馈控制，实现了快速响应，无

5、稳态误差，超调小，扰动快速恢复，高分辨力等传统PID控制算法无法大幅优化的控制系统性能指标，校正频率达到20．30Hz。计算机仿真和实际实验证明，该控制平台能较好地改善系统的动态特性，所得结论对音圈电机的相关研究设计具有一定的指导意义。在经过了实验平台的实验后，设计了力促动器的硬件结构。并根据功能将其划分为电源部分、主控部分、输入采样部分、转换输出部分以及串口通信部分。最后进行了各个部分的软件设计。关键词：大口径望远镜：波前误差；校正变形；音圈电机；直线位移：最小拍AbstractActiveopticsisthekeytechnologyintheresearchi

6、ngofLarge-scaleTelescope，andactiveopticssystemisaclosed—loopcontrolsystemthatusingforcorrectthewavefronterrors，consistedofwavefrontconductorandcomputercontrolsystemandcalibrationinstrumentandforceactuator．Tocalibratetheerrors，highprecisionforceactuatorsareneeded．Andtheerrorsarefromsyste

7、merrorsthatcausebyopticsandmachiningandassemblyandcalibration，andfromtelescopedeformationresultingfromthechangeofgravityandtemperaturegradient．So，thecalibrationfrequencyisalittlelow,andthehighestfrequencyis10～Hz．Butifneededtocalibratetheatmosphericdisturbancesindomeandthemainly