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

空间望远镜次镜六自由度调整机构精密控制

杨维帆 曹小涛 张彬 赵伟国 林冠宇

杨维帆, 曹小涛, 张彬, 赵伟国, 林冠宇. 空间望远镜次镜六自由度调整机构精密控制[J]. 红外与激光工程, 2018, 47(7): 718007-0718007(8). doi: 10.3788/IRLA201847.0718007
引用本文: 杨维帆, 曹小涛, 张彬, 赵伟国, 林冠宇. 空间望远镜次镜六自由度调整机构精密控制[J]. 红外与激光工程, 2018, 47(7): 718007-0718007(8). doi: 10.3788/IRLA201847.0718007
Yang Weifan, Cao Xiaotao, Zhang Bin, Zhao Weiguo, Lin Guanyu. Six degree of freedom precision control for space camera secondary mirror adjusting mechanism[J]. Infrared and Laser Engineering, 2018, 47(7): 718007-0718007(8). doi: 10.3788/IRLA201847.0718007
Citation: Yang Weifan, Cao Xiaotao, Zhang Bin, Zhao Weiguo, Lin Guanyu. Six degree of freedom precision control for space camera secondary mirror adjusting mechanism[J]. Infrared and Laser Engineering, 2018, 47(7): 718007-0718007(8). doi: 10.3788/IRLA201847.0718007

空间望远镜次镜六自由度调整机构精密控制

doi: 10.3788/IRLA201847.0718007
基金项目: 

国家自然基金重大科研仪器研制项目(41527806)

详细信息
    作者简介:

    杨维帆(1987-),男,助理研究员,博士,主要从事空间光学遥感器电子学及控制方面的研究。Email:yangweifan1987@sina.com

  • 中图分类号: TP394.1;TH691.9

Six degree of freedom precision control for space camera secondary mirror adjusting mechanism

  • 摘要: 为满足空间望远镜在轨主动光学控制需求,需要精密调整次镜相对于主镜的六自由度位姿,为此,针对6-PSS Stewart平台构型的次镜精密调整机构,设计完成了基于并联机器人关节空间方法的运动控制系统。以DSP和FPGA为核心处理器,编码器为反馈元件,集成电机三相桥为驱动元件,设计完成了次镜六自由度调整机构的运动控制电路。基于次镜调整机构的顶层逆运动学模型和底层连杆控制系统,设计完成了次镜六自由度调整机构的运动控制算法,该方法参数易于调整,利于工程实现,满足空间运动机构高可靠性调整需求。试验结果表明,该运动控制系统能够满足全行程内0.7 m (位移)和3(角度)运动调整精度需求,能够满足空间望远镜主动光学调整任务。
  • [1] Contors A R, Acton D S, Barto A A, et al. Verification of the James Webb Space Telescope (JWST) wavefront sensing and control system[C]//SPIE, 2008, 7010:70100S.
    [2] Laslandes M, Hugot E, Ferrari M, et al. Space active optics:toward optimized correcting mirrors for future large spaceborne observatories[C]//SPIE, 2011, 8163:816313.
    [3] Yue Dan. Co-phasing of the segmented telescope and image retrieval based on phase diversity algorithm[D]. Beijing:University of Chinese Academy of Sciences, 2013. (in Chinese)
    [4] Wu Yaping, Zhang Tianxu, Sang Nong, et al. Imaging of active optical imaging system with a wide field of view[J]. Opt Precision Eng, 2000, 8(2):106-109. (in Chinese)
    [5] Pierre Y B. The Design and Construction of Large Optical Telescopes[M]. New York:Springer, 2003.
    [6] Lin Xudong, Chen Tao, Wang Jianli, et al. Active optics figure control of segmented mirror[J]. Opt Precision Eng, 2009, 17(1):98-103. (in Chinese)
    [7] Cao Xiaotao, Sun Tianyu, Zhao Yunlong, et al. Current status and development tendency of image stabilization system of large aperture space telescope[J]. Chinese Optics, 2014, 23(6):1650-1656. (in Chinese)
    [8] Gu Yingying, Huo Qi, Li Ang, et al. Six of platform applied in ground test of optical remote sensor alleviation margin in satellite micro-vibration environment[J]. Opt Precision Eng, 2016, 24(9):2200-2207. (in Chinese)
    [9] Deng Sai, Jing Fengshui, Liang Zize, et al. Research on pose distribution algorithm of FAST feed support system[J]. Opt Precision Eng, 2017, 25(2):375-384. (in Chinese)
    [10] Zhang Jingxu, An Qichang, Li Jianfeng, et al. Third mirror Stewart platform of TMT based on mechanism number[J]. Opt Precision Eng, 2014, 22(4):890-896. (in Chinese)
    [11] Kelly R, Santibanez V, Loria A. Control of Robot Manipulators in Joint Space[M]. New York:Springer, 2005.
    [12] Wang Shixiang, Guo Jin, Gan Xinji, et al. Dynamic analysis and control of mini three degree-of-freedom robot applied in laser focusing[J]. Infrared and Laser Engineering, 2016, 45(9):0918003. (in Chinese)
    [13] Yang Weifan, Xu Shuyan, Cao Xiaotao, et al. Design of scanning control system for space optical remote sensor[J]. Opt Precision Eng, 2014, 22(2):397-405. (in Chinese)
    [14] Hu Shousong. Automatic Control Theory[M]. Beijing:Science Press, 2001. (in Chinese)
    [15] Yan Dejie, Xu Shuyan, Han Chengshan. Effect of aircraft attitude on image motion compensation of space camera[J]. Opt Precision Eng, 2008, 16(11):2219-2203. (in Chinese)
  • [1] 崔世程, 宋志清, 杨居奎.  C/SiC在大口径空间望远镜次镜承力筒的应用 . 红外与激光工程, 2022, 51(5): 20210710-1-20210710-6. doi: 10.3788/IRLA20210710
    [2] 安其昌, 吴小霞, 张景旭, 李洪文, 王亮.  大口径主动光学巡天望远镜大动态范围曲率传感 . 红外与激光工程, 2021, 50(10): 20210224-1-20210224-9. doi: 10.3788/IRLA20210224
    [3] 曹海峰, 张景旭, 杨飞, 安其昌.  岭估计在稀疏孔径望远镜主镜姿态控制中的应用 . 红外与激光工程, 2019, 48(3): 318003-0318003(10). doi: 10.3788/IRLA201948.0318003
    [4] 张博文, 王小勇, 赵野, 杨佳文.  天基大口径反射镜支撑技术的发展 . 红外与激光工程, 2018, 47(11): 1113001-1113001(9). doi: 10.3788/IRLA201847.1113001
    [5] 王瀚, 曹小涛, 赵伟国, 赵海波, 杨维帆, 张博威.  空间相机次镜调整机构的改进布谷鸟标定方法 . 红外与激光工程, 2018, 47(5): 518002-0518002(8). doi: 10.3788/IRLA201847.0518002
    [6] 樊凡, 潘志康, 娄小平, 董明利, 祝连庆.  基于雅可比矩阵的仿人视觉系统运动角度分解 . 红外与激光工程, 2018, 47(8): 817006-0817006(6). doi: 10.3788/IRLA201847.0817006
    [7] 安明鑫, 薛闯, 张立浩, 徐抒岩, 董吉洪.  切向双脚架-运动学支撑结构的柔度研究 . 红外与激光工程, 2017, 46(7): 718001-0718001(7). doi: 10.3788/IRLA201746.0718001
    [8] 兰斌, 吴小霞, 杨洪波, 蒋权, 张正铎.  广义最小二乘法在主动光学模式定标中的应用 . 红外与激光工程, 2017, 46(6): 617001-0617001(7). doi: 10.3788/IRLA201746.0617001
    [9] 左玉弟, 金光, 谢晓光, 李宗轩, 解鹏.  基于带状弹簧的空间望远镜自展开机构设计 . 红外与激光工程, 2017, 46(5): 518002-0518002(6). doi: 10.3788/IRLA201746.0518002
    [10] 罗安治, 孙辉, 贾宏光, 赵明.  光电探测系统参数与非参数模型运动学标定 . 红外与激光工程, 2016, 45(5): 517005-0517005(6). doi: 10.3788/IRLA201645.0517005
    [11] 田士涛, 徐振邦, 秦超, 夏明一, 吴清文.  基于主动约束阻尼层的次镜支撑结构设计 . 红外与激光工程, 2016, 45(11): 1118001-1118001(9). doi: 10.3788/IRLA201645.1118001
    [12] 王槐, 代霜, 吴小霞.  600mm薄镜面主动光学望远镜轴系结构设计 . 红外与激光工程, 2015, 44(4): 1260-1266.
    [13] 杜亮, 张铁, 戴孝亮.  激光跟踪仪测量距离误差的机器人运动学参数补偿 . 红外与激光工程, 2015, 44(8): 2351-2357.
    [14] 崔凯, 刘朝晖, 李治国, 梁冬生, 袁辉.  坐标变换在空间望远镜视景仿真中的应用 . 红外与激光工程, 2014, 43(2): 557-561.
    [15] 李宏壮, 张景旭, 张振铎, 王槐, 王鸣浩.  620mm薄镜面主动光学望远镜校正实验 . 红外与激光工程, 2014, 43(1): 166-172.
    [16] 李蓉, 王森, 施浒立.  空间太阳望远镜主光学望远镜内遮光罩热效应 . 红外与激光工程, 2013, 42(11): 2974-2978.
    [17] 李蓉, 王森, 施浒立.  空间太阳望远镜主光学望远镜叶片结构热效应 . 红外与激光工程, 2013, 42(5): 1291-1297.
    [18] 吴晓.  LED芯片粗精定位系统 . 红外与激光工程, 2013, 42(9): 2478-2484.
    [19] 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.
    [20] 王亮, 陈涛, 张斌, 刘欣悦, 李宏壮, 张振铎.  薄镜面主动光学力促动器组控制软件系统设计 . 红外与激光工程, 2013, 42(11): 2984-2989.
  • 加载中
计量
  • 文章访问数:  386
  • HTML全文浏览量:  66
  • PDF下载量:  50
  • 被引次数: 0
出版历程
  • 收稿日期:  2018-02-05
  • 修回日期:  2018-03-03
  • 刊出日期:  2018-07-25

空间望远镜次镜六自由度调整机构精密控制

doi: 10.3788/IRLA201847.0718007
    作者简介:

    杨维帆(1987-),男,助理研究员,博士,主要从事空间光学遥感器电子学及控制方面的研究。Email:yangweifan1987@sina.com

基金项目:

国家自然基金重大科研仪器研制项目(41527806)

  • 中图分类号: TP394.1;TH691.9

摘要: 为满足空间望远镜在轨主动光学控制需求,需要精密调整次镜相对于主镜的六自由度位姿,为此,针对6-PSS Stewart平台构型的次镜精密调整机构,设计完成了基于并联机器人关节空间方法的运动控制系统。以DSP和FPGA为核心处理器,编码器为反馈元件,集成电机三相桥为驱动元件,设计完成了次镜六自由度调整机构的运动控制电路。基于次镜调整机构的顶层逆运动学模型和底层连杆控制系统,设计完成了次镜六自由度调整机构的运动控制算法,该方法参数易于调整,利于工程实现,满足空间运动机构高可靠性调整需求。试验结果表明,该运动控制系统能够满足全行程内0.7 m (位移)和3(角度)运动调整精度需求,能够满足空间望远镜主动光学调整任务。

English Abstract

参考文献 (15)

目录

    /

    返回文章
    返回