射电望远镜观测控制系统(OCS)调研报告
射电望远镜调研报告
射电望远镜调研报告射电望远镜调研报告射电望远镜是一种能够接收和分析天空中的射电波的仪器。
射电望远镜通过接收并解读远处星体发射的射电信号，能够帮助天文学家研究天体物理学、宇宙学和天体力学等领域。
本次调研的目的是了解射电望远镜的技术特点、应用领域和未来发展趋势。
一、技术特点1. 高灵敏度：射电望远镜的接收器具有高灵敏度，能够接收到非常微弱的射电信号。
这使得它能够探测到遥远天体的信息，如行星、恒星、星系等。
2. 建设成本高：射电望远镜的建设成本较高，主要是由于收集和分析射电信号所需要的设备和技术要求较高。
3. 抗干扰能力强：射电望远镜在接收射电信号时具有强大的抗干扰能力，可以剔除大气干扰和人为干扰，确保准确的观测结果。
二、应用领域1. 天体物理学研究：射电望远镜可以解析天体的射电谱线，帮助天文学家研究星系的演化、恒星的形成和死亡等天体物理现象。
2. 宇宙学研究：射电望远镜可以观测宇宙中的射电背景辐射，帮助研究宇宙起源、膨胀和暗能量等重要问题。
3. 天体力学研究：射电望远镜可以观测到射电波的天体和行星运动，帮助研究行星的自转、轨道等天体力学问题。
三、未来发展趋势1. 大型射电望远镜：未来射电望远镜的发展趋势是朝着更大、更灵敏的方向发展。
大型射电望远镜可以提供更高的分辨率和更高的灵敏度，进一步推动天文学的发展。
2. 多波段观测：将射电望远镜与其他波段的观测设备进行组合，进行多波段的观测，可以获得更全面的天体信息，提高观测的科学价值。
3. 多站合作观测：在全球范围内建立多个射电望远镜站点进行合作观测，可以扩大观测范围和覆盖面，提升射电望远镜的数据质量和分析能力。
综上所述，射电望远镜具有高灵敏度、抗干扰能力强等技术特点，广泛应用于天体物理学、宇宙学和天体力学等领域。
未来，射电望远镜将朝着大型化、多波段观测和多站合作观测的方向发展。
射电望远镜的发展将为人类对宇宙的认知做出更深入和广泛的贡献。
大射电望远镜精调Stewart平台的优化、分析与控制
大射电望远镜精调Stewart平台的优化、分析与控制大射电望远镜精调Stewart平台的优化、分析与控制摘要：大射电望远镜的精细调整对于获得高质量的观测数据至关重要。
本文针对大射电望远镜的Stewart平台进行了优化、分析与控制的研究。
首先通过对平台结构进行分析，确定了其动力学模型。
然后，基于该模型，通过优化算法对Stewart平台进行了优化设计。
最后，设计了控制系统，并进行了仿真实验。
1. 引言大射电望远镜是研究宇宙中射电波的重要设备，其调整的精度对于获得高质量的观测数据至关重要。
而Stewart平台作为大射电望远镜的关键部件之一，其性能直接影响着望远镜的指向精度和抗干扰性能。
2. Stewart平台的动力学分析2.1 结构特点分析Stewart平台由一个顶部平台和六个支撑杆组成。
其平台结构主要由顶部平台、支撑杆和底座构成，通过支撑杆的伸缩来实现平台的姿态调整。
2.2 动力学模型建立基于Stewart平台的结构特点，可以建立其动力学模型。
在分析支撑杆的运动学关系后，可以得到平台的姿态与杆长之间的关系，进而建立动力学方程。
3. Stewart平台的优化设计3.1 优化目标与指标在进行Stewart平台的优化设计时，需要明确优化的目标与指标。
主要包括望远镜的指向精度、抗干扰性能以及结构的稳定性。
3.2 优化算法针对Stewart平台的优化设计问题，可以采用优化算法进行求解。
常用的优化算法包括遗传算法、粒子群算法等。
本文选择了遗传算法进行优化设计。
4. Stewart平台的控制系统设计4.1 控制系统结构设计控制系统是Stewart平台实现精细调整的关键。
本文设计采用闭环控制系统，其中包括传感器、执行器和控制器三个部分。
4.2 控制器设计控制器是控制系统的核心部分。
针对Stewart平台的控制问题，通常可以设计PID控制器或者模糊控制器。
本文选择了PID控制器进行设计。
5. 仿真实验与分析为了验证Stewart平台的优化设计与控制系统的性能，进行了仿真实验。
射电望远镜PID控制系统仿真
第26卷 第4期计 算 机 仿 真2009年4月 文章编号:1006-9348(2009)04-0085-04射电望远镜P I D控制系统仿真李天睿,郭从良(中国科学技术大学电子科学与技术系,安徽合肥230027)摘要:射电望远镜控制系统是射电望远镜设计中的重点,控制系统的控制精度直接影响到射电望远镜的测量精度和灵敏度。
通过对射电望远镜系统建模分析,发现传统的P I D算法存在积分饱和缺陷问题,会造成系统超调,调节时间延长等不利结果。
将积分分离P I D控制算法引入到射电望远镜控制器设计中,利用LabV I E W实时仿真模块的功能,搭建了半实物仿真模型,分别采用传统P I D和积分分离P I D控制,对系统进行半实物仿真实验,提高控制器的控制性能,实验结果表明,积分分离P I D控制效果良好。
关键词:射电望远镜;比例-积分-微分控制器;虚拟仪器中图分类号:TP273;TP337 文献标识码:BS im ul a ti on of Rad i o Telescope P I D Con trol SystemL I Tian-rui,G UO Cong-liang(Depart m ent of Electr onic Science and Technol ogy,University of Science and Technol ogy of China,Hefei Anhui230027,China)ABSTRACT:Contr ol syste m is an i m portant part of radi o telescope,and the accuracy of the contr ol syste m directlyaffects the measuring accuracy and sensitivity of radi o telescope.The radi o telescope syste m modeling analysis showsthat the General P I D(Pr oporti onal-I ntegral-D ifferential)algorith m has the defects of integral saturati on,thus re2sulting in system overshoots,extending regulati on ti m e and s o on.I ntegral separati on will be intr oduced t o the P I Dcontr ol algorith m in radi o telescope contr oller design.Based on the Real-ti m e Workshop of LabV I E W,General P I Dand I ntegral Separati on P I D contr oller is designed for the system.A hard ware-in-the-l oop(HW I L)model is cre2ated,and the H W I L si m ulati on test shows that the res ponse of the syste m app lying I ntegral Separati on P I D contr olleris satisfact ory.KE YWO R D S:Radi o telescope;P I D;Lab V I E W1 引言嫦娥探月工程的启动标志着我国的航天事业进入了一个新的阶段。
中型望远镜观测系统集成的开题报告
中型望远镜观测系统集成的开题报告一、研究目的和意义望远镜是天文学研究的重要工具，不同类型的望远镜可用于观测不同波段的天体物理现象。
中型望远镜是介于小型望远镜和大型望远镜之间的一种，其口径通常为1-4米，能够观测光学波段和红外波段的天体现象。
本研究旨在开发一套中型望远镜观测系统，通过集成不同的硬件设备和软件平台，实现对天体物理现象的高效观测和数据处理。
该系统可应用于天体物理学的研究和科普宣传，在推动天文学科学发展的同时，也能够促进公众对天文学的认识和理解。
二、系统结构和功能设计1.系统结构中型望远镜观测系统的结构包括硬件设备和软件平台两部分。
硬件设备包括望远镜、相机、滤光片、电脑等；软件平台则包括观测控制系统、数据处理系统等。
2.系统功能（1）望远镜观测控制功能：通过调整望远镜的指向和定位，实现对不同天体物理现象的观测。
（2）相机成像功能：采用高精度的相机，通过拍摄不同波段的光线，获取天体的光谱信息，并进行成像处理。
（3）滤光片选择功能：通过选择不同的滤光片，过滤掉不同波段的杂光，提高图像的清晰度和质量。
（4）数据处理功能：通过对拍摄到的图片进行数据分析和处理，提取天体的光谱和物理参数信息。
三、系统应用和展望该中型望远镜观测系统可用于开展多种天体物理学的研究工作，如宇宙射线的探测、星系的形成和演化、黑洞的探索等。
与此同时，该系统也可应用于天文学科普宣传活动中，通过展示观测到的天体图片和数据，向公众介绍和普及天文学知识。
未来，我们将进一步完善该系统的硬件设备和软件平台，不断提升其观测和数据处理的效率和准确性，为天文学研究和科普宣传做出更大的贡献。
佳木斯66 m射电望远镜指向精度测量及改进
佳木斯66 m射电望远镜指向精度测量及改进∗喻业钊;韩雷;周爽;余烨;张建辉;彭灵翔;唐德毓;韩金林【摘要】指向误差是射电望远镜运行的重要性能指标之一。
为保证射电流量的测量精度，一般要求射电望远镜的指向误差小于十分之一波束宽度。
对佳木斯66 m 射电望远镜的指向进行了大量的测量，详细分析了指向误差的分布。
利用新的基本参数模型进行误差修正后，佳木斯66 m射电望远镜的指向误差仍然随方位和俯仰有较明显的变化。
分析认为，这种变化趋势是方位轴与俯仰轴夹角和重力变形两个参量对方位俯仰变化的高阶项引起的。
通过引入两个误差源的一阶展开项对基本参数模型进行改进，使佳木斯66 m射电望远镜的指向精度有了明显的提升，从45″改进到20″以内。
%Pointing accuracy is one of the most important characteristics for a large radio telescope;it is very fundamental for telescope running. To ensure good performance for measuring the flux density of a radio source, pointing accuracy must be kept within 10% of telescope beam size. In this paper we present results of large measurements of telescope points for Jiamusi 66m radio telescope, and show the basic-parameter model and the fitting residuals of pointing data. We find that even after the correction of a new best-fitting basic-parameter model, the pointing uncertainty data still have a systematic variations of concentration along with the azimuth and elevation, which we believe is caused by the high order variations of the angle between the azimuth axis and elevation axis as well as the gravity deformation. We improve the basic-parameter model for the pointing corrections, and weget much improved pointing accuracy for Jiamusi 66m radio telescope from 45″to less than 20″.【期刊名称】《天文研究与技术－国家天文台台刊》【年(卷),期】2016(013)004【总页数】8页(P408-415)【关键词】大口径天线;指向误差;指向模型【作者】喻业钊;韩雷;周爽;余烨;张建辉;彭灵翔;唐德毓;韩金林【作者单位】中国科学院国家天文台，北京 100012; 中国科学院大学，北京100049;西安卫星测控中心佳木斯深空站，黑龙江佳木斯 154002;西安卫星测控中心佳木斯深空站，黑龙江佳木斯 154002;西安卫星测控中心佳木斯深空站，黑龙江佳木斯 154002;西安卫星测控中心佳木斯深空站，黑龙江佳木斯 154002;西安卫星测控中心佳木斯深空站，黑龙江佳木斯 154002;西安卫星测控中心佳木斯深空站，黑龙江佳木斯 154002;中国科学院国家天文台，北京 100012【正文语种】中文【中图分类】TP311.5理想情况下，射电望远镜应该能够精确对准要观测的目标射电源。
基于PMAC的天文望远镜控制系统研究及应用
基于PMAC的天文望远镜控制系统研究及应用黄垒;魏建彦;姜晓军;卢晓猛;周志中;李红斌【摘要】天文望远镜为大型高精密仪器,对望远镜的控制系统性能提出了极高的要求.作为控制系统的核心器件,伺服控制器的性能决定了控制系统的性能.介绍了一种基于PMAC(Programmable Multi Axes Controller)控制器的天文望远镜控制系统,研究了PMAC伺服控制原理、PID参数整定方法及基于PMAC的天文望远镜运动控制系统基本原理,并以此为基础设计了天文望远镜伺服控制系统软、硬件体系.基于PMAC的天文望远镜控制系统主要特点在于,伺服系统采用了传统的PID 反馈控制算法和前馈控制算法相结合的组合控制算法,有效地克服了外界扰动对望远镜控制过程的影响,获得了较好的动、静态性能;同时,针对望远镜不同的轴系传动方式,如直驱方式和齿轮传动方式,应用不同的PID参数整定方法,如阶跃整定法和基于速度测量+阶跃整定相结合的参数整定方法,可分别使系统获得较为理想的PID 控制参数;另外,基于PMAC的天文望远镜控制系统,对于不同的驱动电机和不同的轴角测量元件,均具有较好的适应性.该系统已在国家天文台2.16m天文望远镜上得到了应用,该项应用中,采用了“IPC+PMAC”的双CPU分级控制方式,并以VC++为软件平台,通过对于PMAC Pcomm32底层接口函数的调用,实现了基于工控机的望远镜界面操作和控制,同时,以PID反馈控制算法和前馈控制算法为基础,采用了PID参数自适应控制算法,保证了望远镜高速的运行平稳性,也实现了低速精确性和快速性的控制要求.技术研究和运行实践表明,基于PMAC的望远镜控制系统具有较高的控制精度和良好的通用性,可广泛应用在不同类型的天文望远镜系统.【期刊名称】《天文研究与技术－国家天文台台刊》【年(卷),期】2015(012)001【总页数】10页(P44-53)【关键词】天文望远镜;控制系统;PMAC;PID参数整定;2.16m望远镜【作者】黄垒;魏建彦;姜晓军;卢晓猛;周志中;李红斌【作者单位】中国科学院国家天文台,北京100012;中国科学院大学,北京100049;中国科学院国家天文台,北京100012;中国科学院国家天文台,北京100012;中国科学院国家天文台,北京100012;中国科学院国家天文台,北京100012;中国科学院国家天文台,北京100012【正文语种】中文【中图分类】P111随着天文学研究的快速发展，对望远镜的控制性能提出了更高的要求[1]，要求定位精确(角秒级定位精度)，跟踪精度高，响应快速(毫秒级响应)。
天文观测设备调查报告
天文观测设备调查报告
在进行天文观测时，天文观测设备起着至关重要的作用。
本报告就天文观测设备进行了详尽的调查，以便更好地了解这些设备在观测过程中的应用和性能。
首先，我们调查了望远镜作为最基本的天文观测设备。
望远镜有多种类型，包括折射望远镜和反射望远镜等。
折射望远镜利用透镜将光线聚焦到焦点上，而反射望远镜则利用反射镜反射光线。
不同类型的望远镜具有不同的优势和适用范围，选择合适的望远镜对于天文观测至关重要。
其次，我们调查了天文摄影设备。
随着科技的发展，数字相机和CCD相机已经成为天文摄影的主要设备。
这些设备能够捕获高分辨率的图像，并通过计算机处理和分析，从而帮助天文学家更好地观测和研究天体。
另外，我们还调查了射电望远镜和射电天线作为天文观测设备的重要性。
射电观测是一种重要的辅助手段，能够在电磁波频段捕获天体发出的信号。
射电望远镜和射电天线在射电观测中发挥着关键作用，帮助科学家们深入研究宇宙中的奥秘。
最后，我们还调查了天文观测的辅助设备，如赤道仪、天文钟等。
这些设备在天文观测中起着辅助定位和观测的作用，帮助观测者准确地定位和跟踪天体，提高观测的效率和准确性。
综上所述，天文观测设备是天文学研究中不可或缺的重要组成部分。
通过对各种天文观测设备的调查，我们更深入地了解了这些设备在天
文研究中的作用和重要性，为未来的观测工作提供了重要的参考依据。
希望本报告能够为天文学界的发展和进步做出一定的贡献。
太阳射电望远镜智能跟踪控制系统研究
太阳射电望远镜智能跟踪控制系统研究徐伟星;殷兴辉【摘要】In view of the present situation about the tracking control system of rolar radio telescope with poor degree of intelligence and high professional requirements,on the base of radio telescope and automatic control knowledge,the paper proposes a scheme of improving the intelligent control of radio telescope system.The system has high reliability,simple operation,and its practical value is greatly increased.The system takes the MSP430F169 chip microprocessor as control core,drives the rotations of reversing motor and pitching motor.to complete the task of tracking and observing celestial bodies.It achieves the goal of intelligent control of radio telescopes.%针对目前太阳射电望远镜跟踪控制系统智能化程度差,专业化要求高的特点,在射电望远镜及自动控制相关知识的基础上,提出了一种提高射电望远镜系统智能化控制的方案,使系统可靠性提高、操作更简单和实用价值大大提高.系统以MSP430F169单片机为控制核心,通过驱动方位电机和俯仰电机转动,完成射电望远镜追踪并观测天体的任务.【期刊名称】《微型电脑应用》【年(卷),期】2017(033)003【总页数】5页(P7-11)【关键词】射电望远镜;方位电机;俯仰电机;MSP430F169【作者】徐伟星;殷兴辉【作者单位】河海大学,计算机与信息学院,南京211100;河海大学,计算机与信息学院,南京211100【正文语种】中文【中图分类】TP311随着社会经济和近代科学技术的快速发展，太阳射电天文学越来越多的受到人们的关注，而作为其主要的探测工具射电望远镜也愈加受到重视。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
数
10MHz
字 后
pps
端
佳木斯66米射电望远镜系统
开始观测
观测流程示意图
佳木斯66米观测体会
选择/添加观测目标
选 择
添 手动输入（易写错） 加
观
到
测
数
目
无法排序（难定位） 据
标
库
skyvie w
天 可 是 相东 空观否 对 位测过 太 置时天 阳
长顶 位
置
西 存在问题：
天顶
准备时间花费大
射电望远镜 观测控制系统(OCS)调研报告
报告提纲
射电望远镜OCS简
介 射电望远镜OCS现状与发展趋
势 佳木斯66米观测体会
射电望远镜OCS设计实
例
总
射电望远镜OCS发展趋 势
结
射电望远镜OCS简介
望远镜是软硬件相结合构成的复杂系统，观测者不需 要了解所有过程，只需简单设置即可进行观测。
数据存储、预 处理等；
望远镜系统层次结构
气象信息等；
Wang et
射电望远镜OCS简介
一种OCS概念设计示意图
主要功能:
本地/远程观测 控制界面 观测模式命令解析 数据归档 状态监控 报警处理 日志管理 ……
OCS系统:
望远镜的抽象管理环 境，并按需求协调硬件产 生科学数据，方便用户的 操作。
已准备将该系统移植到 其他望远镜；
发展趋势（OCS）：
提升到专业的系统层次 集成射电观测所有功能，可根据需求定制 集成可扩展接口，便于添加新模块 不依赖某个望远镜的通用系统
总结
射电望远镜OCS是连接用户 与望远镜的系统中枢；
通常根据最初需求和条件设 计的OCS模块，不利于观测 手段的升级扩展等；
……
气象
控制台
指向观测目标
各子系统的初始化（部分功能）
初始化流程示意图
佳木斯66米观测体会
根据需求进行观测
频
3C源十字扫
率
描 依靠控制台提供的位
强 度
置偏移功能进行扫描。
时间
不 同
的
EL
十
字
扫
描
AZ
结
3C28
果
6
佳木斯66米观测体会
根据需求进行观测
指向标校观测
对望远镜不同方位俯仰位置的射电源进行十字扫描， 建立射电望远镜指向模型。
存在问题： 如何添加如此多的源 如何保证正确扫描 如何控制源的扫描顺序 气象数据、数据记录等 记录情况 对人耐心、生理的考验
佳木斯66米观测体会
根据需求进行观测
地面辐射监测
不同俯仰，每隔几度进行360度扫描； 不同方位，每隔几度进行天顶与地面间的扫描；
存在问题：
天线控制计算机上开展
且不能满足不同的观测
观测
需求，自动化程度低；
数字 后端
控制
各子系统的建立只是望 远镜运行的基础;
气象
射电望远镜系统示意图
良好的统一管理环境 （OCS）是望远镜迈入 实用性的重要一步；
射电望远镜OCS设计实例
在系统设计中，OCS往往被忽视，没有提升到系统层 次，扩展性和可移植性差，功能相对简单。
Hardware Level
TC S
OC S
Local Control Level
Hardware Level
韩国21米射电望远镜系统
Smith et
OC S
新疆25米射电望远镜系统
胡悦等，天文研究与技术，
射电望远镜OCS设计实例
美国GBT110X100米 OCS系统
功能模块： 控制模块； 消息/警告模块； 监控模块； 数据模块；
根据需求进行观测
目标跟踪
射电源东升西落，每颗源的可观测时间会有很 大 差别。在进行连续观测时，需要合理安排计划。
存在问题： 无脚本观测能力，需要 人工切换 控制台不对目标过低、 卷绕问题进行安全保护
佳木斯66米观测体会
天线
小结：
控制
因为人的经验、耐力等
原因产生不同问题，而
设备 控制
手动设置起止位置
手写记录观测坐标
不
不 安全隐患
同
同 对人精力的考验
俯
方
仰
位
佳木斯66米观测体会
根据需求进行观测
区域扫描
对某一天区进行扫描，记录每个点的流量。
存在问题： 需开发区域扫描程序 控制台与后端无通信 数据连续记录 位置信息与数据信息 需进行人工合并
佳木斯66米观测体会
射电源表
天线状态
线
控 OC 目标跟踪
观 测
副面随动 电流
其它等
制 计
S
算
机
位置偏移 天线位置 总功率值
控 制 台
TC
S S/X系
设
设备加电 备
统
增益设置
控 制
信道选择 计
其它等
算 机
选择/添加观测目标
设备初始化
扫 指目区地其 描 向标域面它 3 标跟扫辐模 C 准踪描射式 源
EN V气象计算机
左右旋
设计特点： 层级结构及模块 化设计方案； 对事件进行了必 要的抽象； 对不同需求的集 成程度低；
Mark, GBT
射电望远镜OCS发展趋势
OC S
Subsyst em
意大利Sardinia 64米 OCS系统
OCS与子系统清晰划 界，抽象彻底；
采用模块化与泛型接口， 方便移植；
通用的OCS成为发展趋势，既节约望远镜建设或升 级成本，也节省观测者熟悉观测环境的时间；
射电望远镜OCS上升到更高的层次是发展的必然， 具备易操作、易扩展、易维护、易移植等特点；
谢谢！
主反射面 副反射面
馈源和接收机
数字后端采集数据
单
天支 线架
望
远
镜
框
方位俯仰ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
架
驱动
示
意
图
控制
系统
观测室
放大 与
混频
数据 显示
射电望远镜-引
论
射电望远镜OCS简介
系统常划分为五层，其中观测控制系统(OCS)连接 用户与各子系统，是整个系统的中枢。
用户 观测控制
子系统
方位俯仰，主 副面，换馈等；
信道、监控、 参数设置等；
无保护措施
对人的依赖性，
容易出错
佳木斯66米观测体会
设备初始化 (依赖观测经验，难排错)
天线 控制
信号增益 设备 信道选择 控制
左右旋
10M HPz P
S
数字 后端
设备控制
数字后端 控制台
天线控制
相应设备加电 信道选择 信号增益
…… … 手动填写参数
检查信号异常
副面随动 标校控制 数据记录
Wang et
报告提纲
射电望远镜OCS简
介 射电望远镜OCS现状与发展趋
势 佳木斯66米观测体会
射电望远镜OCS设计实
例
总
射电望远镜OCS发展趋 势
结
佳木斯66米观测体会
OCS连接用户与望远镜，既要满足观测需求，又要 为观测提供便利，其关乎需求、效率与安全等方面。
跟踪功能 天