|
Документ взят из кэша поисковой машины. Адрес
оригинального документа
: http://www.ipa.nw.ru/PAGE/ASTROTOOLS/LAAI/digital_upr.html
Дата изменения: Unknown Дата индексирования: Sun Apr 10 01:16:14 2016 Кодировка: UTF-8 Поисковые слова: вторая космическая скорость |
Созданные радиотелескопы предназначены для проведения регулярных
радиоинтерферометрических наблюдений по международным и национальным
программам. Они также ведут наблюдения в режиме одиночного радиотелескопа
по астрофизическим программам. Каждый тип наблюдения предъявляет свои требования к системе автоматического управления телескопом. Наиболее сложные требования предъявляются в случае работы телескопа в международной сети телескопов по программам IVS. Такие наблюдения длятся сутками и состоят из непрерывных повторяющихся циклов, "выход на источник", "сопровождение источника", "выход на следующий источник", "сопровождение" и т.д. Длительность цикла составляет несколько минут. Одновременно в сети может работать до 20 радиотелескопов, расположенных на разных континентах. Поскольку все телескопы в данный момент времени должны синхронно наблюдать один и тот же источник космического излучения, управление телескопом жестко привязано к системе единого времени всей сети.
Такой режим наблюдений может быть реализован только в полностью автоматическом режиме работы телескопа.
Общими требованиями к такой системе автоматического управления являются:
Последнее требование чрезвычайно важно, так как сбои системы автоматического управления могут привести к срывам наблюдений на данном телескопе и на всей сети. Что касается функциональных требований к системе автоматического управления антенной системой (АС) радиотелескопа, то они сводятся к двум противоречивым требованиям: высокой точности наведения и сопровождения источников и высокой скорости перемещений. Для выполнения этих требований электропривод антенной системы радиотелескопа выполнен по двухскоростной схеме и имеет два основных режима управления: "Переброс" и "Сопровождение". В первом режиме обеспечивался плавный, но быстрый разгон, движение на максимальной скорости, плавное торможение и попадание в заданную область углов (в пределах ±2'), обеспечивающую последующий выход на режим "Сопровождение" без рывков и существенных колебаний.
Требование высокой точности наведения и сопровождения определяется диаметром зеркала и рабочей длиной волны. Для самой короткой проектной длины волны λ=1.35 см необходимая точность сопровождения составляет 4″ дуги. В действительности радиотелескоп имеет столь высокие механические характеристики точности антенной системы, что он может эффективно работать на длине волны 7 мм. При этом требования к точности сопровождения возрастают до двух секунд дуги, что обеспечивается на практике благодаря 20 разрядным датчикам положения главных осей антенной системы радиотелескопа.
Объект управления. Антенна, состоящая из опорно-поворотного устройства,
основного рефлектора,
контррефлектора и вспомогательного оборудования.
Основной рефлектор представляет собой зеркало в виде квазипараболлоида вращения, диаметром 32 м.
Опорно-поворотное устройство альтазимутального типа. Антенна должна вращаться
по азимуту и углу места.
Зеркало контррефлектора должно перемещаться по четырем координатам: X,Y-координаты в плоскости,
параллельной раскрыву зеркала, Z-координаты вдоль оси параболоида и g - угол поворота
относительно оси контррефлектора. Движение по этим координатам обеспечивает оперативное
переключение длин волн наблюдения и подстройку "оптической" системы телескопа.
Отсчетные устройства. Для определения положения в пространстве исполнительных осей
главного и вторичного зеркал антенны оборудована координатными датчиками:
Устройство съема угловых координат (УСУК) обеспечивает:
В качестве датчика угла поворота вторичного зеркала используется бесконтактный
синус-косинусный вращающийся трансформатор 5БВТ, установленный на
исполнительной оси контррефлектора и обеспечивающий определение углового
положения с точностью не хуже 2′ В качестве датчиков линейных перемещений также используются синус-косинусные вращающиеся трансформаторы 5БВТ, установленные на ходовых винтах приводов линейных перемещений. С учетом коэффициента
передачи редуктора точность датчиков линейного перемещения составляет 0,01 мм.
Аналоговые выходные сигналов датчиков положения КР преобразуются в
14 разрядный двоичный код, который вводится в РСКУ.
Информация о текущем положении КР отображается на мониторе РСКУ.
Электропривод главного зеркала обеспечивает:
Рабочая станция контроля и управления. Рабочая станция контроля и управления
(РСКУ) является центральным управляющим звеном системы наведения, воспринимает
команды и целеуказания от центрального компьютера управления радиотелескопом
(ЦКУР) и замыкает контур управления антенной.
РСКУ обеспечивает выполнение следующих функций:
РСКУ выполнена в конструктиве блока для установки в штатную стойку либо на стол.
|
| Рабочая станция контроля и управления наведением радиотелескопа,
совместимая с международным стандартом Mark-IV Field System. |
Управляющий компьютер. В качестве управляющего компьютера системы наведения
радиотелескопа была выбрана платформа промышленного персонального компьютера.
Данная платформа представляет собой пассивную объединительную плату (кросс-плату)
c набором слотов для подключения плат расширения, включая процессорную плату.
Для подключения процессорной платы используется интерфейс PICMG 1.0.
Это наиболее распространенный формат полноразмерных процессорных плат с
поддержкой шин расширения PCI и ISA.
Для выполнения задач коммуникации с аппаратурой наведения используются следующие платы расширения:
В системе реализованы два основных алгоритма управления - переброс и сопровождение.
Алгоритм переброса может быть описан следующим образом. При поступлении команды на переброс антенны, система включает большую скорость, включает привода и линейным образом в течение определенного промежутка времени начинает увеличивать управляющее напряжение на приводах в соответствии с направлением движения. При достижении максимального по абсолютной величине напряжения система держит его вплоть до попадания антенны в заданную окрестность по данной координате, далее система начинает сбавлять управляющее напряжение пропорционально ошибке до нуля. Все постоянные, определяющие размеры окрестностей, скорости разгона и торможения определены в файле заголовков. Эти постоянные могут быть легко изменены, что дает возможность для настройки системы. Также реализуется возможность тонкой подстройки при изменении условий работы телескопа. Это, в частности, необходимо при смене сезона. Заметим, что антенна
в обсерватории Бадары летом работает при температуре + 40, а зимой при - 40њС.
В алгоритме сопровождения управляющее напряжение вырабатывается пропорционально трем величинам:
Системное программное обеспечение. Для функционирования программного обеспечения РСКУ на управляющем компьютере установлены следующие системные компоненты:
Программное обеспечение РСКУ состоит из одного исполняемого модуля реализующего все алгоритмы управлеия, обмен данными и графический интерфейс пользователя.
Графический экран состоит из строки статуса и шести экранов,
В строке статуса отображается текущая дата, время (UTC), номер сеанса, время начала и продолжительность сеанса.
Связь с центральным компьютером. Связь с ЦКУР осуществляется по последовательному интерфейсу RS-232 через компьютер консоли оператора наведения, который связан с ЦКУР по локальной сети Ethernet. Этот компьютер выполняет две функции. Во-первых он транслирует информационные сообщения о состоянии антенны от РСКУ в ЦКУР и обратно - команды наведения, а во-вторых отображает состояния приводов, время и координаты на дисплее в комнате операторов.
