天文望远镜焦面板观测规划建模与仿真

LAMOST焦面光纤定位系统基于分区思想,采用并行可控式光纤定位方案,这就使得系统的观测效率成为一个重要的问题。针对该系统的特点,建立了LAMOST焦面观测的仿真模型,并进行了系统观测效率的仿真。从重合区域、单元观测半径及干涉对系统观测效率的影响等方面,系统全面的分析了LAMOST焦面板的观测效率问题,同时对LAMOST焦面板的结构设计具有重要的指导意义。     

双回转光纤定位单元装置

论文给出了一种适合大天区面积多目标光纤光谱天文望远镜(LAMO ST)的新型光纤定位单元装置.它包括一个作±180°范围回转的中心回转机构和±90°回转的偏心回转机构.定位时,光纤始终在望远镜焦面上运动,不会发生离焦现象;且结构简单,装拆方便,易于保证精度,制造成本低.测试结果表明,该单元装置完全能满足LAMOST的需要.     

LAMOST光纤定位系统高精度定位单元控制系统

针对LAMOST并行可控式光纤定位系统,论文介绍了基于双回转机构的光纤定位单元,定位单元采用了基于计算机并行口的开环控制系统,并行口的数据端口构成步进电机的智能脉冲分配器,由集成音频功率放大器TDA1521组成电机的平衡桥式功率驱动电路,论文研究了提高单元定位精度的主要措施,设置机械件辅以电子开关构成单元回转的基准零位以减小多次重定位的累积误差,采用弹簧消隙机构消除齿侧间隙提高系统定位的稳定性,实验表明本定位单元能够实现光纤的快速,高精度定位,定位精度达到40μm.     

LAMOST光纤定位子系统干涉消除方法的初步研究

针对LAMOST光纤定位系统中期试验机构（由19个单元组成）在运行过程中出现的单元之间干涉现象，提出了一种消除干涉和观测星像方法。该方法根据星像的分布特点，通过星像分配、预处理减少机械干涉的发生概率，然后干涉检测、干涉处理以消除干涉，获得星像点的观测顺序及各单元的运行线路，确保观测过程中不会出现单元之间的机械干涉现象。软件仿真表明，该方案满足子系统需要，可获得较高的观测效率，对以后整个并行光纤观测系统（4000个单元）具有一定的参考价值。     

基于Matlab的机器金枪鱼巡游的动力学仿真

利用大摆幅细长体理论,结合水动力学理论、能量守恒原理及效率理论,并对经典叶素理论进行修正,研究仿生机器金枪鱼游动的力学机理。建立机器金枪鱼的运动学物理模型,推导出动力学方程和效率计算公式。通过MATLAB仿真软件数值求解动力学方程,获得机器金枪鱼的位移、速度和推进力随时间的变化关系。并进一步分析了仿生机器金枪鱼的运动学参数对游速、推进力和平均效率的影响,为如何提高水下推进器的游速、推进力和效率提出一些理论基础。     

基于CCD的光纤式位移检测技术

介绍一种精确、远距离非接触检测机械位移的方法，检测系统采用面阵CCD摄像机获取被测光纤端部出射光斑图像的灰度分布，由灰度加权平均法提取光斑的特征点，通过检测特征点的位移获得光纤的位移，从而得到被测件的位移。实验结果表明，系统的稳定性为1．5μm，系统达到亚像元级的分辨率。     

LAMOST焦面板及其支撑桁架的联结设计

大天区面积多目标光纤光谱天文望远镜(LAMOST)由Schmidt改正板、焦面机构和球面主镜三部分组成.焦面机构由焦面板及其支撑桁架和回转机构组成.首先介绍了焦面板及其支撑桁架的结构形式,阐述了焦面板与支撑桁架、桁架与旋转轴(回转机构一部分)的联结设计,然后分析了焦面板系统在安装调试阶段以及在工作状态的各种不利工况,最后检验了联结件在各种不利的极限情况下的安全状态,并给出联结件的设计安全裕度.     

LAMOST光纤定位技术

对于在建的大天区面积多目标光纤光谱天文望远镜(large sky area multi-object fiber spectroscopy telescope,LAMOST)而言,如何在直径为1.75 m的球冠形焦面板上将4 000根光纤快速定位,实现同时观测4 000个天体目标,是其两大关键技术问题之一.本文介绍了由中国科学技术大学提出的分区并行可控光纤定位技术的总体设计思想,以及在研制过程中解决的技术问题;讨论了亟待解决的光纤定位的位置测量问题.安装后的LAMOST焦面光纤定位小系统在兴隆现场已完成了与其他系统的联调,成功地批量获得了天体光谱.     

高精度光纤位置检测误差的研究

研究了基于重心算法的光纤位置检测的系统误差.该检测技术应用在LAMOST焦面光纤定位装置中.从理论角度探讨该误差的产生及影响,并从实验角度给予验证.具体做法是测量相对位置固定,绕同一中心旋转的光纤间的距离,以旋转过程中光纤间的距离变化来衡量该误差.     

LAMOST焦面板球面测量误差分析

通过对LAMOST大科学工程中焦面板面型测量所遇到的问题进行后续的理论分析,给出了测量过程中的微小误差影响测量结果的几何理论的推导.由于焦面板的形状近似于一个半径为20m的截球,其采样测量面积只占焦面理论半径所构成的虚拟球面面积的两千分之一,仅采用面型上取点计算球心、半径的一般测量方法,拟合后的数据会有非常大的离散性.此时球面测量中任何一个微小的误差都将在半径和球心位置的最后测量结果中放大.误差分析从四点拟合球面的方法入手,近似计算出测量误差对最小二乘法拟合所得的球面半径值的影响,为改进测量方法、提高测量精度提供理论依据.