莫斯科大学 2.5 米光学 / 红外望远镜的控制系统

中科院南京天文光学技术研究所 杨世海

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莫斯科大学2.5

米望远镜三维图

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报告内容• 控制系统的硬件和软件• 测试数据• 望远镜研发、调试中的一点心得体会

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Telescope Control System (TCS)

Azimuth(AZ) Altitude(ALT)

Observatory Control System（OCS）

Pointing Tracking

M2Primary Mirror

(M1)C1、N1、N2

Opening/closing cover Focus, tilt, centering Pointing Compensating rotation

Paddle

Dome Control System(DCS)

Remote Control System（RCS）

Auto Guider System(ACS)Environment Control

System (ECS)

Weather Station

Instruments Control Systems (ICS)

M3AGU

EthernetEthernet

Buffer Ethernet

Ethernet

EthernetEthernet Ethernet Ethernet EthernetEthernetEthernetEthernet

Inte

rnet

Ethernet/Internet

Industrial PC 2# Industrial PC 3#

Buffer

Industrial PC 1#

控制系统结构图

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望远镜技术要求 望远镜口径 : 2.5 米； 系统焦比： F/8 ； 方位轴转动范围： +/-270° 相对于正南方； 方位轴转动速度： 0 ～ 1°/s; 方位轴加速度： 0.3 °/s2; 高度轴工作转动范围： 5 ° ～ 89.5 ° ； 高度轴转动速度： 0 ～ 1°/s; 高度轴加速度： 0.3 °/s2; 跟踪精度： 10 分钟开环 0.25″RMS ， 0.75″PTV ； 3 小时闭环跟踪精

度 0.20″RMS ； 指向精度：全天区 5″ RMS ；相对于天顶 45 ° 范围内优于 3″PTV ；参考星

校正后 1 ° 范围内指向精度优于 0.7″ ；

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Block diagram of the controlled plant of direct drive system

Speed LoopPosition LoopCurrent Loop

Amplifier

Encoder

Motor Telescope

Actual posi tion

Actual veloci ty

主轴闭环系统结构

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UMAC

2.5 米望远镜控制系统的主控单元

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方位轴、高度轴控制机柜

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控制系统机柜

M2 、 M3 、 AGU 、镜罩

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软件操作系统： Fedora Linux 11开发环境：QT4 、 Kdevelop语言： C++

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软件工作流程

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各子系统通讯示意

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实验数据

• 目标： RA:10h03m57s Dec:31d29m8.6s Az 、 Alt 、 C1 天顶盲区并且过中天

• 数据文件 10h3m57s_31d29m8.6s_AzAltC1_new.xls• 测试时间： 2011-09-06

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0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000

-0.25

-0.2

-0.15

-0.1

-0.05

0

0.05

0.1

0.15

time 0.1s（ ）

trac

king

err

or"

（）

tracking error curve " ,RMS 0.0423, PV 0.428, 2011-09-06（ ）， ： ：

高度轴跟踪误差曲线

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方位轴跟踪误差曲线

0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000 8000 9000 10000

-0.4

-0.2

0

0.2

0.4

0.6

time 0.1s（ ）

trac

king

err

or"

（）

tracking error curve " ,RMS 0.105, PV 1.25, 2011-08-01（ ）， ： ：

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谢谢！