为了探索，人们希望拥有更强集光能力的望远镜,而望远镜的集光能力是随着口径的增大而增强的。大的口径使得转动部分的体积更加庞大,重达数百吨,而且还必须克服风载。由于天体目标非常遥远,为了使得望远镜作补偿地球自转时对所观测天体进行精密跟踪,要求驱动达到角秒级的高精度,而且跟踪速度有时极低,甚至小于1″/s,因此伺服控制系统的精度对整个望远镜的系统性能起到重要的作用。 传统的中、小型望远镜传动一般采用齿轮传动、蜗轮蜗杆副传动或摩擦传动。随着望远镜口径的增大,精度要求越来越高,高精度大尺寸的齿轮、蜗轮副的制造和运输都很困难。摩擦传动动态高速性能差,有时有低速爬行和滑移现象,难以实现大尺寸高精度加工。因此必须有新的驱动方式来满足未来大口径望远镜跟踪要求。 本文根据新型大口径天文望远镜跟踪目标的要求,采用直接驱动控制技术,省去了电机和负载之间的传动部分,将电机与负载直接耦合在一起,可以有效抑制齿隙、静摩擦转矩等非线性因素影响,提高了系统的可靠性,减少了维护时间和维护费用。 力矩波动和由齿槽效应引起的非线性间题会影响直接驱动的精度,低速运行的天文望远镜的力矩波动和齿槽效应更加明显。 本课题的工作重点之一就是在软硬件设计等方面采取有效的措施,来减小转矩脉动,使伺服系统能够满足快速跟踪望远镜、高精度的。
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