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.     

在LabVIEW平台下实现步进电机系统的多通道监测

LAMOST光纤定位单元采用的是双回转结构,每个光纤定位单元由两个步进电机驱动.采用虚拟仪器技术对LAMOST光纤定位装置中的步进电机群进行多通道在线监测,实现了步进电机系统绕组电流的多通道同步采集显示与分析,并运用聚类分析原理对步进电机的运行状态进行判别,以便在电机的运转出现异常时给出相应的处理措施.由此不仅可以缩短系统的故障修复时间,还能提高系统的维护效率.     

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.     

光纤定位单元粗跑合阶段的故障分析与处理

针对光纤定位单元在粗跑合阶段的故障现象,分析故障产生机理,研究并提出了故障排除方法和手段.结合该阶段光纤定位单元的运行特点,建立光纤定位单元的故障树,还根据故障树来评价各零部件的故障状态及其对保证系统可靠性、安全性的重要程度.     

肿瘤治疗中一体化光纤加入装置的研究

通过对现有激光热间质疗法中光纤加入装置的分析研究,提出了一种新的一体化光纤加入装置的设计理念.能够减小手术的辅助创伤面,加强原有光纤加入装置在X光引导下的定位.     

并行双回转光纤单元跑合过程中爬行现象浅析

并行双回转的爬行现象对高精度光纤定位是十分不利的.为了克服这种爬行现象,首先从动力学角度建立光纤爬行的动力学模型,论证了光纤爬行的实质是一种复杂的摩擦自激振动现象,然后结合实际跑合过程,从机械学的角度进一步分析获得传动齿轮安装偏斜、中心轴支撑同心不良、中心零定位弹簧片安装过紧和偏心消隙弹簧不能正常储能、释能是导致光纤爬行的根本原因,并对此提出了一些可行的解决措施,收到了良好的效果.     

高精度光纤端微加工系统与实验

围绕光纤端微加工技术与系统的设计、制作,以及光纤端加工实验展开研究,完成光纤端微加工整体系统设计并进行加工,利用本实验设计制作的光纤端微加工系统,对楔角光纤端、圆锥光纤端进行研磨实验。实验结果表明：光纤端微加工系统可以完成对不同形状的光纤端面的加工。圆锥角加工范围为30°～90°,加工精度为±1°;楔角加工范围为20°～50°,加工精度为±2°。光纤端微加工系统能够达到高精度、多功能、操作简便、易于控制的设计要求。     

扭转高双折射光纤扭转比的测量及光轴的确定

用温度调整法测量了扭转高双折射光纤的扭转比η,测量重复性优于10%。在测量过程中,同时确定了光纤输入及输出端的光轴,精度达±1°     

LAMOST焦面板及其支撑结构的设计与分析

首先通过对LAMOST焦面板及其支撑结构的主要设计参数进行有限元数值分析,得到满足LAMOST光纤定位系统技术精度指标的优化参数.考虑到LAMOST焦面板形状接近平板的特点,将壳体模型近似为平板模型进行模拟,运用有限元大型分析软件ANSYS对结构参数的优化进行搜寻.再将优化的参数代入更接近实际的壳体模型,以验证该支撑结构下的焦面板是否满足LAMOST光纤定位系统的技术精度指标的要求,结果表明,该支撑结构较好地满足了各项技术精度指标,支撑参数的选取是合理有效的.最后,对该支撑结构的振动模态进行分析,进一步确定了该优化结构的合理性.     

LAMOST传光光纤的焦比退化特性分析

为了对LAMOST传光光纤的焦比退化特性进行几何光学分析,采用光线追迹法计算了不同宏弯曲曲率半径下半圆形弯曲光纤和S形弯曲光纤的出射光斑的能量分布,并分析了由光纤宏弯曲引起的焦比退化特性.给出了不同的弯曲形式及弯曲半径影响光纤的输出光斑能量分布的定量和定性分析.结果表明,随着弯曲曲率半径的减小,输出光能量分布更加发散,焦比退化更为严重.     

LAMOST科学观测计划

大天区面积多目标光纤光谱天文望远镜(LAMOST)是由中国科学技术大学与国家天文台、南京天文光学技术研究所共同承担的国家重大科学工程项目.LAMOST在口径、视场和光纤数目三者结合上超过了目前国际上所有的多目标光谱巡天计划的装置.本文介绍了它将在河外星系、银河系结构与演化及多目标认证三方面的科学巡天计划.LAMOST的建成将对宇宙学、星系形成及演化、恒星物理等天文学中广泛的科学课题的研究做出重要的贡献.     

高倍聚光光伏模组中菲涅尔透镜沿光轴方向的光照非均匀性变化及影响

对于菲涅尔透镜作为主要聚光器件的高倍聚光光伏模组,应用中通常把多结电池放置于透镜焦平面处,然而光学系统非理想性造成焦平面处的光照非均匀性,会影响三结电池及模组整体的输出特性。本文通过光线追踪模拟和三维三结电池网络模型,分析沿光轴方向不同位置,菲涅尔透镜聚光光照非均匀性的变化,以及对高倍聚光光伏模组的影响机理和优化。结果表明沿光轴填充因子与光照非均匀性有密切关系,沿光轴不同程度的光照非均匀性导致不同程度的横向电流,填充因子随之发生变化,在远离焦平面的位置存在更优的填充因子,提升最大输出功率。实验结果也很好地验证了模拟的结果,本文结论对实际应用中高倍聚光光伏模组的结构优化有参考意义。     

基于Qt的LAMOST光纤定位软件界面设计及开发

在Linux操作系统下,使用Qt对LAMOST光纤定位软件界面进行设计与开发.首先,以用户为中心设计,进行了需求分析及总体框架设计.其次,通过界面元素的管理、界面通信机制、鼠标事件响应等方面的设计,实现了基于Qt的LAMOST光纤定位软件界面.最后,对界面进行测试,得到了用户认可.     

基于多台GPS接收机的三维姿态确定与精度分析

根据一个模拟动态定位实例,采用多台GPS接收机动态定位,得到单历元定位结果,然后采用不同的天线组合解算姿态.结果显示,对于约5 m长宽的基线组合,获得的航向角精度约为0.05°,横滚角和纵摇角的精度约为0.2°;对于约10 m长宽的基线组合,航向角精度约为0.03°,横滚角和纵摇角的精度约为0.11°.可知,姿态角的精度与纵横向的基线长度有关.当基线长度相同时,航向角的精度高于横滚角和纵滚角.其中,航向角和纵滚角的精度主要与航向长度有关,而横滚角则与横向长度有关.基线越长,对应的姿态角的精度越高.     

一种汽车悬架振动试验台装置

设计了一种新型的汽车悬架振动试验台装置,用于汽车悬架研发的振动测试。试验台结构包括框架装置、动力装置、悬架模拟装置及电控装置。通过电机驱动偏心轴,提供正弦激励作为测试数据的输入量;安装于承重板上的传感器采集数据作为输出量。本试验台易于拆卸和安装,加快研发效率,缩短研发周期,提高汽车悬架振动试验台测试数据的可靠性。