留言板

尊敬的读者、作者、审稿人, 关于本刊的投稿、审稿、编辑和出版的任何问题, 您可以本页添加留言。我们将尽快给您答复。谢谢您的支持!

姓名
邮箱
手机号码
标题
留言内容
验证码

基于力矩主动校正的反射镜支撑分析

范磊,  王志,  曹玉岩

downloadPDF
文章导航 > 红外与激光工程  > 2015 >  44(4): 1273-1277
范磊, 王志, 曹玉岩. 基于力矩主动校正的反射镜支撑分析[J]. 红外与激光工程, 2015, 44(4): 1273-1277.
引用本文: 范磊, 王志, 曹玉岩. 基于力矩主动校正的反射镜支撑分析[J]. 红外与激光工程, 2015, 44(4): 1273-1277.
shu
Fan Lei, Wang Zhi, Cao Yuyan. Analysis of mirror support based on active moment correction[J]. Infrared and Laser Engineering, 2015, 44(4): 1273-1277.
Citation: Fan Lei, Wang Zhi, Cao Yuyan. Analysis of mirror support based on active moment correction[J]. Infrared and Laser Engineering, 2015, 44(4): 1273-1277.
shu

基于力矩主动校正的反射镜支撑分析

  • 1.

    中国科学院长春光学精密机械与物理研究所,吉林 长春 130033

详细信息
    作者简介:

    范磊(1986-),男,助理研究员,博士,主要从事精密光机结构设计与仿真分析方面的研究.Email:fanlei1995@sina.com

  • 中图分类号: TH751

Analysis of mirror support based on active moment correction

  • 1.

    Changchun Institute of Optics,Fine Mechanics and Physics,Chinese Academy of Sciences,Changchun 130033,China

  • 摘要: 基于力校正的主动支撑技术已广泛应用于光学镜面支撑,而基于力矩校正的方法目前还鲜有研究,为了深入探讨该课题,在传统力促动器主动支撑的基础上引入了基于力矩校正的反射镜主动支撑.首先,从镜面主动支撑原理出发,介绍了镜面面形主动校正的分类,着重对比分析了力校正和力矩校正的优缺点.进而,根据力矩主动校正的特点,利用在反射镜背部施加3组等效力矩的方法,对一块400 mm口径的轻量化反射镜进行了静力学分析与优化,拟合后镜面变形RMS值由原来的331 nm降为9.35 nm,优化率为97%.分析结果表明,基于力矩校正的主动支撑是有效的,同时为主动支撑的智能化及多样化提供了一种新的思路.
    Abstract: Active support based on axial force correction was widely applied to optical mirror support, while the research of moment correction was infrequency. In order to profoundly develop such study, the active support based on moment correction was introduced in the foundation of force correction. First, according to the principle of active support, the category of active correction for mirror surface was introduced. Especially, the difference between force correction and moment correction was compared in detail. Then a lightweight mirror with the aperture of 400 mm was selected to be calculated and optimized in statics, according to applying three groups equivalent moments. As a result, the mirror deformation was reduced from 331 nm to 9.35 nm, the rate of optimization was 97%. In conclusion, the active support based on moment correction was effective, and a new idea was introduced for an smart and diversified active support.
  • [1] Su Dingqiang, Cui Xiangqun. Active Optics-Key technology of the new generation telescopes[J]. Progress in Astronomy, 1999, 17(1): 1-14. (in Chinese)
    [2]
    [3]
    [4] Noethe L, Franaz F, Giordano P, et al. Active optics II. Results of an experiment with a thin 1m test mirror[J]. Journal of Modern Optics, 1988, 35(9): 1427-1457.
    [5]
    [6] Wilson R N, Franaz F, Giordano P, et al. Active optics III. Final result with the 1 m test mirror and NTT 3.58 m primary in the workshop[J]. Journal of Modern Optics, 1989, 36(11): 1415-1425.
    [7] Dierickx P, Enard D, Merkle F, et al. The 8.2 metre primary mirror of the VLT[C]//SPIE, 1990, 1271: 266-274.
    [8]
    [9]
    [10] Su Dingqiang, Jiang Shengtao, Zou Weiyao, et al. Experiment system of the thin-mirror active optics[C]//SPIE, 1994, 2199: 609-621.
    [11] Li Hongzhuang, Zhang Jingxu, Zhang Zhenduo, et al. Correction experiment of 620 mm thin mirror active optics telescope[J]. Infrared and Laser Engineering, 2014, 43(1): 166-172. (in Chinese)
    [12]
    [13]
    [14] Ni Ying, Huang Qitai, Yu Jingchi. Optimized design of active support of ultra thin mirror [J]. Opto-Electronic Engineering, 2008, 35 (9): 22-26. (in Chinese)
    [15]
    [16] Cui Xiangqun, Li Xinnan, Zhang Zhenchao, et al. Tentative fabrication test for large aperture thin astronomical mirror[J]. Acta Optica Sinica, 2005, 25(7): 965-969. (in Chinese)
    [17] Liu C H. Structural analysis and design of adaptive lightweight mirrors[D]. USA: Massachusetts Institute of Technology, 1993.
    [18]
    [19]
    [20] Drr J K, Honke R, Alberti M, et al. Development and manufacture of an adaptive lightweight mirror for space application[J]. Smart Materials and Structures, 2003, 12:1005-1016.
    [21]
    [22] Zhang Yufang, Li Guoping. Design of voice coil force actuauor in thin mirror active optical system[J]. Optics and Precision Engineering, 2013, 21(11): 2836-2843. (in Chinese)
    [23]
    [24] Sun D, Tong L. Design optimization of piezoelectric actuator patterns for static shape control of smart plates[J]. Smart Materials Structures, 2005, 14: 1353-1362.
    [25] Fan Lei, Zhang Jingxu, Wu Xiaoxia, et al. Optimum design of edge-lateral support for Large-aperture lightweight primary mirror[J]. Optics and Precision Engineering, 2012, 20(10): 2207-2213. (in Chinese)
  • [1] 张玮钒, 颜昌翔, 高志良, 王思宇, 申箫, 袁静, 董有志.  二自由度快速控制反射镜系统固有频率优化设计 . 红外与激光工程, 2021, 50(6): 20200450-1-20200450-12. doi: 10.3788/IRLA20200450
    [2] 费国标, 金勇, 陈新梅.  红外枪瞄减振系统优化设计 . 红外与激光工程, 2020, 49(S1): 20200188-20200188. doi: 10.3788/IRLA20200188
    [3] 刘祥意, 王富国, 张景旭, 范磊, 王文攀.  主镜半主动支撑的力矩校正方法研究 . 红外与激光工程, 2019, 48(5): 518003-0518003(8). doi: 10.3788/IRLA201948.0518003
    [4] 张丽敏, 韩西达, 吕天宇, 赵宏超.  大口径望远镜次镜系统的拓扑优化设计 . 红外与激光工程, 2018, 47(8): 818008-0818008(6). doi: 10.3788/IRLA201847.0818008
    [5] 魏传新, 陈洪达, 尹达一.  基于响应面法的交叉簧片铰链微位移机构优化设计 . 红外与激光工程, 2016, 45(10): 1018005-1018005(9). doi: 10.3788/IRLA201645.1018005
    [6] 吴伟彬, 戴一帆, 关朝亮, 范占斌, 钟曜宇.  横向压电效应变形镜优化设计 . 红外与激光工程, 2016, 45(8): 818003-0818003(7). doi: 10.3788/IRLA201645.0818003
    [7] 谢军, 何锋赟, 王晶, 高阁, 赵天骄, 刘震宇.  经纬仪主镜轴向支撑结构仿真与优化 . 红外与激光工程, 2016, 45(S1): 132-137. doi: 10.3788/IRLA201645.S118001
    [8] 李林, 王栋, 谭陆洋, 孔林, 杨洪波.  微小卫星天线与飞轮共支撑结构优化设计与试验 . 红外与激光工程, 2016, 45(10): 1018008-1018008(7). doi: 10.3788/IRLA201645.1018008
    [9] 李剑锋, 吴小霞, 邵亮.  大口径SiC主镜主动支撑研究及促动器设计 . 红外与激光工程, 2016, 45(7): 718003-0718003(5). doi: 10.3788/IRLA201645.0718003
    [10] 刘颖, 范永青, 徐金涛.  光纤陀螺组合的热设计及分析 . 红外与激光工程, 2015, 44(12): 3750-3754.
    [11] 吴飞, 董杰, 田海霞, 蔡璐璐.  黑体腔高温传感器结构设计 . 红外与激光工程, 2015, 44(9): 2609-2614.
    [12] 马鑫, 杨萱, 杨辰, 钱航, 郑龙飞.  太阳帆航天器姿态控制滚转轴稳定机设计 . 红外与激光工程, 2014, 43(S1): 72-77.
    [13] 陈卫宁, 杨洪涛, 刘伟, 范哲源, 张兆会, 周祚峰, 刘广森, 雷杨杰, 祝青.  变焦凸轮曲线的优化设计方法 . 红外与激光工程, 2014, 43(5): 1535-1539.
    [14] 王洪桥, 范斌, 吴永前, 刘海涛, 刘容.  φ1.2 m 主镜光学加工中轴向支撑系统的补偿力分析计算 . 红外与激光工程, 2014, 43(6): 1889-1893.
    [15] 郭鹏, 张景旭, 杨飞, 张岩, 矫威.  2 m 望远镜K 镜支撑结构优化设计 . 红外与激光工程, 2014, 43(6): 1914-1919.
    [16] 范磊, 张景旭, 邵亮, 赵勇志.  采用液压Whiffle-tree的大口径主镜轴向支撑 . 红外与激光工程, 2013, 42(8): 2126-2131.
    [17] 杨亮, 李朝辉, 乔克.  某空间反射镜支撑装调技术 . 红外与激光工程, 2013, 42(12): 3277-3282.
    [18] 王为清, 杨立, 范春利, 吕事桂, 石宏臣.  Q235钢拉伸过程热塑性效应试验研究及有限元分析 . 红外与激光工程, 2013, 42(5): 1153-1160.
    [19] 刘齐民, 阮萍, 李福, 潘海俊.  空间光谱仪光栅柔性支撑设计与分析 . 红外与激光工程, 2013, 42(9): 2457-2461.
    [20] 郭万存, 吴清文, 杨近松, 黄勇, 高志良.  2m主镜主动支撑优化设计 . 红外与激光工程, 2013, 42(6): 1480-1484.
  • 加载中
WeChat 点击查看大图
计量
  • 文章访问数:  336
  • HTML全文浏览量:  63
  • PDF下载量:  179
  • 被引次数: 0
出版历程
  • 收稿日期:  2014-08-07
  • 修回日期:  2014-09-08
  • 刊出日期:  2015-04-25

基于力矩主动校正的反射镜支撑分析

  • 1. 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所,吉林 长春 130033
    • 作者简介:

    范磊(1986-),男,助理研究员,博士,主要从事精密光机结构设计与仿真分析方面的研究.Email:fanlei1995@sina.com

  • 收稿日期: 2014-08-07
  • 修回日期: 2014-09-08
  • 刊出日期: 2015-04-25

  • 中图分类号: TH751

摘要: 基于力校正的主动支撑技术已广泛应用于光学镜面支撑,而基于力矩校正的方法目前还鲜有研究,为了深入探讨该课题,在传统力促动器主动支撑的基础上引入了基于力矩校正的反射镜主动支撑.首先,从镜面主动支撑原理出发,介绍了镜面面形主动校正的分类,着重对比分析了力校正和力矩校正的优缺点.进而,根据力矩主动校正的特点,利用在反射镜背部施加3组等效力矩的方法,对一块400 mm口径的轻量化反射镜进行了静力学分析与优化,拟合后镜面变形RMS值由原来的331 nm降为9.35 nm,优化率为97%.分析结果表明,基于力矩校正的主动支撑是有效的,同时为主动支撑的智能化及多样化提供了一种新的思路.

English Abstract

    全文HTML

参考文献 (25)

目录

    /

    返回文章
    返回

    版权所有 © 2019 《红外与激光工程》编辑部｜ 地址: 天津市空港经济区中环西路58号｜ 邮政编码: 300308

    津ICP备19007885号-1

    本系统由 北京仁和汇智信息技术有限公司 开发    百度统计