為了探索，人們希望擁有更強集光能力的望遠鏡,而望遠鏡的集光能力是隨著口徑的增大而增強的。大的口徑使得轉動部分的體積更加龐大,重達數百噸,而且還必須克服風載。由于天體目標非常遙遠,為了使得望遠鏡作補償地球自轉時對所觀測天體進行精密跟蹤,要求驅動達到角秒級的高精度,而且跟蹤速度有時極低,甚至小于1″/s,因此伺服控制系統的精度對整個望遠鏡的系統性能起到重要的作用。 傳統的中、小型望遠鏡傳動一般采用齒輪傳動、蝸輪蝸桿副傳動或摩擦傳動。隨著望遠鏡口徑的增大,精度要求越來越高,高精度大尺寸的齒輪、蝸輪副的制造和運輸都很困難。摩擦傳動動態高速性能差,有時有低速爬行和滑移現象,難以實現大尺寸高精度加工。因此必須有新的驅動方式來滿足未來大口徑望遠鏡跟蹤要求。 本文根據新型大口徑天文望遠鏡跟蹤目標的要求,采用直接驅動控制技術,省去了電機和負載之間的傳動部分,將電機與負載直接耦合在一起,可以有效抑制齒隙、靜摩擦轉矩等非線性因素影響,提高了系統的可靠性,減少了維護時間和維護費用。 力矩波動和由齒槽效應引起的非線性間題會影響直接驅動的精度,低速運行的天文望遠鏡的力矩波動和齒槽效應更加明顯。 本課題的工作重點之一就是在軟硬件設計等方面采取有效的措施,來減小轉矩脈動,使伺服系統能夠滿足快速跟蹤望遠鏡、高精度的。

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