在新一代大型射电望远镜(LT)的悬索舱体系统中增加了抑制风激振动的下拉结构控制索系,并分析了50m缩比模型的风振响应.首先,由非线性静力分析确定结构初始静态参考位形和初应力;其次,针对结构特点模拟作用在悬索和馈源舱上的随机风荷.在上述研究的基础上,在时域中模拟分析下拉索系对结构风振的抑制效果,同时通过典型节点时域响应的FFT变换,绘出响应自功率谱图,进一步描述了振动控制的效果.

将结构被动控制技术推广应用于射电天文领域.提出拉索-吊重振动控制方案,控制新一代大型射电望远镜悬挂馈源舱结构的风振响应.首先,由非线性静力分析确定结构初始静态参考位形和初应力.其次,针对结构特点模拟作用在悬索和馈源舱上的随机风荷.在上述模型的基础上,在时域中模拟分析稳定索系对结构风振的抑制效果.同时,通过典型节点时域响应的FF T变换,绘出响应自功率谱图,进一步描述了振动控制的效果.

Stewart平台作为馈源位置和姿态精调系统被安装在大型射电望远镜的悬挂馈源舱中。本文推导了计算馈源舱中的Stewart平台对舱体反作用力的公式，分析了馈源舱体姿态，Stewart平台的质量、调整速度与反作用力间的关系。研究结果为设计馈源舱与Stewart平台的质量比，消除平台对舱体的动力影响打下了基础。

为得到500米口径大型射电望远镜(FAST)馈源精调实验平台的位置姿态实现反馈控制,提出利用Stewart机构,通过测量其6条支链的长度,运用Stewart机构的运动学正解求得刚体6维的位姿信息的测量刚体位姿的方法.利用Stewart机构的Jacobin矩阵条件数分析传感器精度到刚体测量精度的影响.通过实验验证了精度分析的结果,即Stewart平台的Jacobin矩阵条件数增大将使测量精度降低,因此将Stewart平台Jacobin矩阵条件数做为衡量机构测量精度的指标是合理的.这种测量方法对同类6维测量方式的设计和应用具有指导意义.

索驱动小车式无平台馈源支撑方案有望降低大型射电望远镜的造价.为验证其可行性,该文研究了馈源的轨迹跟踪控制问题,设计了利用馈源小车位置与索张力测量信息的双环路反馈控制器.位置反馈采用带误差预测的比例-积分(PI)控制律,力反馈采用设置阈值的比例(P)控制律.建立了1/30馈源动力学相似模型,并进行了控制的试验验证.试验结果表明馈源在反馈控制下能够实现望远镜的跟踪观测运动,其位置误差均方根值为99～111 mm,小于控制目标的500 mm要求.试验充分支持了索驱动小车式无平台馈源支撑方案的可行性.

在新一代大型射电望远镜(LT)的悬索舱体系统中增加了抑制风激振动的下拉结构控制索系.基于系统的非线性静平衡方程,通过最小二乘运算和优化策略,获得了适于伺服电机控制的索系平衡张力和索长.在此基础上,对馈源舱的运动进行了轨迹规划,使得各伺服电机根据规划出的张力和索长收放索来控制馈源舱按照预定的轨迹运动.