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1. chinaXiv:202010.00062 [pdf]

基于CAN总线的主动光学镜面位姿驱动系统研究

肖心怡; 张宗猛; 杨德华; 吴常铖; 金振宇
Subjects: Astronomy >> Astrophysical processes

为先进地基太阳望远镜(AST-G)主镜支撑系统预研,本文设计了一套基于CAN总线通信的主动光学镜面位姿调整驱动系统。首先面向一个主动支撑样机实验平台,开展了镜面运动学理论分析及位姿解算,然后采用STM32设计了一个主节点和三个子节点,实现了镜面位姿驱动系统中位移促动器的分布式控制。最后,开展了基于CAN总线的位移促动器性能测试及镜面位姿调整实验验证。结果表明,位移促动器的控制精度优于1μm RMS,镜面绕X、Y轴的转动误差优于1'' RMS,镜面Z轴方向平动误差优于1μm RMS。本文所提基于CAN总线的位姿驱动系统研究为先进地基太阳望远镜(AST-G)主镜支撑系统的研制提供了技术探索,也可为其它主动光学应用系统提供参考。

submitted time 2020-10-26 From cooperative journals:《天文研究与技术》 Hits24Downloads9 Comment 0

2. chinaXiv:202010.00063 [pdf]

两镜拼接主动光学子镜位姿调整方法研究

姜治渝; 陆金娴; 杨德华; 吴常铖; 金振宇
Subjects: Astronomy >> Astrophysical processes

建立一个两镜系统用于模拟拼接镜面中各子镜面的相对位姿关系。提出采用相邻子镜边缘安装边缘传感器和设置倾斜传感器相结合的方法对子镜倾斜(tip/tilt)及轴向平移(piston)三自由度进行检测的位姿检测方法。采用理论控制矩阵和实测控制矩阵进行主动校正实验,实验表明:理论控制矩阵校正时,边缘传感器均方根误差不大于7.3nm,倾斜均方根误差不大于0.076?,实测控制矩阵校正时,边缘传感器均方根误差不大于7.4nm,倾斜均方根误差不大于0.080?。本文工作可为环型拼接主动光学子镜间相对位置自由度探测不足的问题提供参考解决途径。

submitted time 2020-10-26 From cooperative journals:《天文研究与技术》 Hits25Downloads9 Comment 0

3. chinaXiv:202010.00064 [pdf]

欧洲球载太阳望远镜SUNRISE及相关研究成果的简介

刘艳霄; 宋腾飞; 张涛; 黄旻; 吕群波; 项磊; 夏利东; 孙明哲; 宋红强; 田晖; 张红鑫; 宋海军; 杨晓许; 张雪飞; 王晶星; 刘煜; 金振宇; 江朝伟; 林隽
Subjects: Astronomy >> Astrophysical processes

利用发射到平流层的球载太阳望远镜来观测太阳磁场演化和监视太阳活动有着得天独厚的优势。首先,在平流层中,球载太阳望远镜对太阳的观测不受来自地球对流层大气中天气现象的干扰,处于无视宁度影响的环境中。这为获取高质量的太阳图像提供了优越的条件。其次,平流层的空气已经十分稀薄,对紫外线的吸收也大为减弱。球载太阳望远镜能够在近紫外波段观测太阳活动和爆发。第三,球载太阳望远镜可以通过回收、升级和再利用来降低其使用成本并提高望远镜的利用率,远比空间观测经济实惠。利用球载太阳望远镜开展对太阳的观测研究在欧美已经有半个多世纪的历史。本文简要地回顾了太阳观测的球载任务发展历史,包括在这期间积累的非常丰富的仪器研制和观测经验,详细地介绍欧洲“日出”(SUNRISE)球载任务的仪器搭载、大量的高分辨观测数据和一系列在此基础上完成的高质量的科研成果,为我国球载望远镜的研制提供重要参考。

submitted time 2020-10-26 From cooperative journals:《天文研究与技术》 Hits24Downloads9 Comment 0

4. chinaXiv:202005.00020 [pdf]

帕克太阳探测器热防护系统研究及启示

黄善杰; 林隽; 金振宇; 宋腾飞; 许方宇
Subjects: Astronomy >> Astrophysical processes

帕克太阳探测器(Parker Solar Probe,简称PSP)是以现代太阳风和磁重联理论的奠基人——尤金?纽曼?帕克(Eugene Newman Parker) 命名的航天器,将穿过太阳的日冕层,探索航天器从未探测过的区域,对日冕和太阳风的起源和动力学特征进行直接探测,有望破解日冕高温之谜和太阳风速度奇高这两大谜团,其热防护系统遇到的困难和挑战远超目前所有航天器。本文首先介绍了探测太阳的意义和PSP的科学目标,然后简述了PSP轨道和轨道热环境并指出了热防护的难点。分析了PSP热防护系统的结构,然后详细阐述了热防护系统的热盾及迎日涂层、太阳能电池板及冷却系统设计,最后给出了PSP热防护系统对我国抵近太阳探测器热防护系统设计方面的启示。

submitted time 2020-05-06 From cooperative journals:《天文研究与技术》 Hits3015Downloads392 Comment 0

5. chinaXiv:202005.00021 [pdf]

太阳爆发抵近探测器的热防护设计方案研究

黄善杰; 种晓宇; 林隽; 金振宇; 许方宇
Subjects: Astronomy >> Astrophysical processes

中国科学院云南天文台首次提出了太阳爆发过程及相应磁场结构抵近探测的科学项目,该项目将对太阳大气及其发生在其中的剧烈活动进行前所未有的近距离测量。项目研制的探测器近日区域运行的时间将超过帕克太阳探测器(Parker Solar Probe,简称PSP)和Solar Orbiter太阳探测器,其热防护系统遇到的困难也远超后两者。本文首先分析了抵近探测器的轨道环境特点,提出了热防护的设计思路,然后给出了具体热防护系统设计、仿真和地面实验方案。初步研究显示,热防护系统的设计方案具有辐射散热好、耐高温、稳定可靠性高等优点。

submitted time 2020-05-06 From cooperative journals:《天文研究与技术》 Hits2587Downloads762 Comment 0

6. chinaXiv:201903.00226 [pdf]

拼接镜面主动控制系统的定标

王斌 ; 戴懿纯 ; 许方宇 ; 金振宇 ; 杨德华
Subjects: Astronomy >> Astrophysical processes

对拼接主镜进行主动控制是拼接镜技术的难点之一,8m 环形拼接太阳望远镜主动光学的 控制性能主要取决于倾斜探测的精度与控制模型建立的准确程度。在研制主动控制系统时,需要对倾斜探测精度定标以及建立较为准确的控制模型,即对主动控制系统定标。实验系统中搭建了用于实时探测拼接子镜倾斜的 Shack-Hartmann 波前传感器,并对其重复测量精度进行了定标,精度达到 0.014arcsec,接近 8mRST 面形控制要求。然后利用边缘传感器和 Shack-Hartmann 波前传感器测量了两镜主动控制系统的控制矩阵,建立较为准确的控制模型。

submitted time 2019-03-25 From cooperative journals:《天文研究与技术》 Hits1545Downloads528 Comment 0

7. chinaXiv:201811.00087 [pdf]

基于步进电机的位移促动器设计与实测

张宗猛 ; 王正兰 ; 杨德华 ; 吴常铖 ; 金振宇
Subjects: Astronomy >> Astrophysical processes

以环形太阳望远镜为应用背景,研制了一种基于步进电机的位移促动器,并进行 了性能实验测试,获得了该位移促动器的性能指标。分析了常见的大行程高精度位移促动器 的结构形式,选择位移缩放式作为位移促动器的基本结构。该位移促动器采用步进电机集成 行星减速器作为驱动元件,以具有特殊消间隙结构的螺旋传动作为位移缩放机构,为实现高 分辨率、高刚度和高精度的位移促动器的设计。开展了位移促动器的性能实验测试,结果表 明:该位移促动器轴向位移量程为±2mm,不同负载下均能实现 1μm 步长分辨率,位移闭环 输出精度优于 1μm。研制的位移促动器为环形太阳望远镜的建设提供重要的技术支持,并 可为其它精密光学镜面支撑系统的工程应用提供参考。

submitted time 2018-11-19 From cooperative journals:《天文研究与技术》 Hits2295Downloads805 Comment 0

8. chinaXiv:201806.00282 [pdf]

NVST高分辨窄带成像系统视场频漂的实测与分析

王良凯1,2;徐稚1;金振宇1;陈宇超1,2;许骏1
Subjects: Astronomy >> Astronomical Instruments and Techniques

1m新真空太阳望远镜的成像系统包括Hα、Ca II、He I 3个窄带成像通道,三者均使用里奥滤光器系统进行单色像观测。以Hα通道实测图像为例,探讨了在线心-线翼的偏带观测出现的太阳像亮度空间分布不均匀问题的原因。该不均匀性不同于杂散光,其空间分布形式与变化程度随观测波长点的不同而不同。通过对多组实测数据的分析认为,出现该亮度不均现象的根本原因是滤光器的视场效应,视场边缘区域的工作波长相对中心区域发生频率漂移。频漂的程度和空间分布特征与光路装调密切相关,通过分析对比2017年3月光路调整前后频漂情况得出结论:在目前Hα成像通道的2.2’的视场范围内,视场频漂量最大为0.05?,小于透过带带宽,且仅出现在视场左下角边缘。

submitted time 2018-06-22 From cooperative journals:《天文研究与技术》 Hits1923Downloads756 Comment 0

9. chinaXiv:201806.00292 [pdf]

抚仙湖一米新真空太阳望远镜空间二维偏振光谱观测模式设计与实现

陈宇超1 ,2;徐稚2;李正刚2 ;袁沭2;柳光乾2;许骏2;金振宇2
Subjects: Astronomy >> Astronomical Instruments and Techniques

作为抚仙湖1m新真空太阳望远镜的观测终端之一,多波段光谱仪需具备两个观测模式,即空间二维扫描观测以及偏振光谱测量,从而实现诊断太阳矢量磁场及其动力学特征的科学目标,本文工作则紧紧围绕如何架构和实现上述两种观测模式而展开。首先明确观测模式对三大重要光电机构(即空间扫描机构、偏振分析器和仪器偏振定标机构)的基本要求,其次从实测太阳物理需要出发,分析这些要求的具体实现方法(连续式或步进式)、控制精度(10-2 或10-3)以及信噪比提高方法(多帧叠加或多组叠加)等。最后梳理并给出了多种观测模式的流程图,并将不同观测模式集成于一个采集控制程序之中,投入实测,分别进行了多组活动区二维空间扫描观测和黑子偏振光谱测量,取得了较好的结果。

submitted time 2018-06-22 From cooperative journals:《天文研究与技术》 Hits934Downloads591 Comment 0

10. chinaXiv:201805.00149 [pdf]

基于波纹管的气压式力促动器设计与实测

王正兰; 杨德华; 吴常铖; 金振宇
Subjects: Astronomy >> Astrophysical processes

针对2m环形太阳望远镜主镜轴向支撑设计需求和指标,研制了一种基于波纹管的气压式力促动器,开展了全面实验测试。该气压式力促动器采用可伸缩高强度高弹性金属波纹管作为核心器件,采用线性轴承作为导向机构,并集成单向压力传感器作为力反馈元件,同时在设计中考虑了安装调整工艺便捷性。经测试,该气压式力促动器单向输出力达200N,输入气压与输出力线性度误差小于2%,力分辨率小于0.23N,闭环力精度优于±0.3N。测试结果验证了该气压式力促动器原理和结构简单,安装维护工艺良好,达到了设计指标,可满足2m环形太阳望远镜主镜轴向支撑的需求。研制工作为气压式力促动器的设计细节改进及主镜支撑系统的工艺优化奠定了基础,并可为其它精密光学镜面支撑系统的工程应用提供参考。

submitted time 2018-05-15 From cooperative journals:《天文研究与技术》 Hits1233Downloads670 Comment 0

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