模糊控制器在25米天线副面调节中的应用

以新疆天文台南山25 m天线改造计划为背景,为达到通过副反射面补偿方法提高天线整体电性能以及自动换馈的目的,详细研究了基于模糊控制器的天线副反射面调节系统。以六自由度并联平台伺服系统为被控对象,运用Simulink仿真软件对模糊控制器进行了在无噪声阶跃输入、有噪声阶跃输入、无噪声弦波输入和有噪声弦波输入条件下的系统仿真,并进行了详细的误差分析,得到了性能最优的系统模型参数,同时得到了在模糊控制器作用下的副反射面调节系统的基本运行性能参数:在弦波信号作用下系统响应误差小于等于0.09 mm,在阶跃信号作用下系统稳态误差为0.001 1 mm,且调节时间约为0.3 s。实验结果表明基于模糊控制器的控制系统整体性能良好,能快速、稳定、准确地完成副反射面调节任务,进而提高天线的整体电性能,满足天文观测和深空探测对数据准确性和系统可靠性的要求,具有一定的应用价值。     

Ⅱ型光电等高仪自动观测系统

本文叙述了APPLE－Ⅱ微机控制光电等高仪观测的系统，该系统可以实现自动导星、定位、跟踪与换星。在控制系统中应用了高精度的圆感应同步测角器和简单的恒星时钟卡。该系统的望远镜定位精度达±3″，跟踪精度达±5″。该套设备现在已投入正常使用，对改善观测条件和提高观测质量取得了明显效果。     

基于ASCOM和Modbus/TCP协议的天文圆顶控制系统

圆顶是天文望远镜系统的重要外围设备,随着望远镜技术的发展,圆顶控制技术得到不断进步。为实现云南天文台自动差分像运动大气视宁度监测仪完全自动化,开发了一套基于ASCOM和Modbus/TCP协议的圆顶控制系统。结合ASCOM天文技术标准和Modbus/TCP协议规范,详细介绍了系统的结构原理和实现方法。实测结果表明,系统具有较好的稳定性和兼容性,完全满足自动观测的需求,为中小型天文望远镜圆顶设计提供了经验和方法。     

基于ASCOM及PLC的随动天文圆顶控制

四川稻城县无名山址点是云南天文台新近选定的天文台址。为实现在无名山50 cm光学望远镜开展远程自动观测,需要对圆顶进行远程自动控制驱动开发。基于天文公共对象模型(Astronomy Common Object Model, ASCOM)标准,采用Modbus/TCP协议连接可编程控制器(Programable Logical Controller, PLC),实现了圆顶的自动控制。重点介绍了圆顶控制原理和实现方法,结果表明,圆顶控制系统具有融合度高、使用方便的特点,满足远程自动观测的需求,对于中小型观测系统具有一定的借鉴意义。     

丽江2.4米望远镜的圆顶侧窗自动化控制系统

丽江2.4 m望远镜的圆顶采用方位随动和滑动式天窗的超半球结构,起初为改善因圆顶和望远镜终端电子设备引起的内外大气湍流,设计了大面积的多组机械式侧窗。但由于高平台手动操作危险、缓慢、不精确且易损坏,为实现侧窗稳定的多组自动控制,开发了基于STM32板的嵌入式圆顶侧窗自动控制系统,利用WiFi模块、串口模块和手柄实现侧窗的远程和多通道控制。同时结合气象数据、圆顶位置信息等使系统能根据气象阈值进行预警、自动开合,并尽量减小风对望远镜振动的影响。侧窗控制系统的设计可满足上层系统集成的需要。该系统稳定可靠,能满足侧窗的自主运行与人为控制。     

LAMOST观测控制系统的网络稳定性分析

观测控制系统是为LAMOST(大天区面积多目标光纤光谱天文望远镜)开发的基于网络的、自动运行观测流程的软件系统。在研究观测控制系统的实际网络拓扑结构和通信协议的基础上,利用网络模拟软件NS2对其进行模拟和分析,并对网络性能进行了实测。网络模拟和实测的结果证明,目前开发的观测控制系统在现有的网络结构和通信协议下能够稳定工作。同时,本研究也为观测控制系统的网络故障诊断提供了方法。     

瞬变源快速自动响应观测系统的研究与实现

天文瞬变源后随观测对于瞬变源证认具有重要的意义。瞬变源发生的偶然性和光变的快速性要求后随观测系统具有快速自动响应的能力。介绍了基于Python开发的天文瞬变源快速自动响应观测系统的研究和实现,核心是基于Django架构实现数据库交互与模块调度功能。系统有基于VOEvent的警报消息传递、网络端状态监控与交互平台、数据自动处理和结果自动反馈以及望远镜控制接口等主要功能。通过在北京的中法天文卫星科学中心和兴隆观测基地之间的消息数据传递和实际触发观测测试表明,系统能满足中法天文卫星项目地基观测系统瞬变源后随自动响应观测的基本要求,同时系统还具有良好的可移植性,适用于其他类似的自动响应观测系统。     

氢钟智能温度控制及CAT控制电压自动补偿系统设计与分析

针对当前氢钟温度控制系统所存在的不足,提出了全新的设计思路:综合三路温度控制在一个系统中,缩小控制电路的体积,同时提高温度控制系统的可操作性。考虑到氢钟腔体自动调谐的变容二极管电压存在漂移甚至超出正常控制范围,这将直接影响氢钟频率稳定度和频率漂移率性能指标。结合温度控制系统,设计了Vdio自动补偿系统。系统硬件设计以32位ARM处理器为核心,由于处理器芯片本身是个片上系统,所以不仅功能较强,还大大简化了系统的板级设计,软件设计引入了实时操作系统内核UCOS-Ⅱ。系统软硬件相结合,能很好地实现监控任务。     

基于PMAC的天文望远镜控制系统研究及应用

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2.16 m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。     

1米太阳望远镜液压监控系统

1m太阳望远镜的方位驱动控制系统采用液压轴承,液压系统正常工作时望远镜才能实现平稳旋转。可通过油压、油温监测液压系统的工作状态。针对原有液压系统不能提供其工作状态实时监测和自动化程度较低的缺陷,设计了液压监控系统并将其集成到望远镜控制系统中,可实现油压油温数据采集、油压异常报警、油泵自动启停等功能,保证液压轴承的安全运转。介绍了该监控系统的结构和工作原理,阐述了油压、油温数据采集系统的软硬件实现并给出了相应的实验数据和运行结果。理论分析和实验结果表明系统工作正常,数据采集速度快、分辨率高,精度可满足要求,能长期稳定运行。     

精密测距测速系统的研究与应用

精密测距测速系统（ＰＲＡＲＥ）是由德国发展的双频双程微波卫星跟踪系统,其空间部分搭载在欧洲航天局（ＥＳＡ）的第二颗资源遥感卫星ＥＲＳ－２上并正常运行至今,该系统具有全天候,全自动,台站便于流动,数据多等特点,其高精度的跟踪信息可用于ＥＲＳ－２的定轨以主某些大地测量与地球物理参数的确定,其双频特性可用于电离层方面的研究,另外,ＰＲＡＲＥ还可用于精确的时钟同步,详细介绍了ＰＲＡＲＥ的发展,构成,测量原     

Adapted Fuzzy Controller for Astronomical Telescope Tracking

This paper presents a novel application of fuzzy logic (FL) controller driven by an adaptive fuzzy set (AFS) for position tracking of the telescope driven by electric motor. Also, the proposed FL controller, driven by AFS, is compared with a classical FL control, driven by a static fuzzy set (SFS). Both FL controllers algorithm use the position error and its rate of change as an input vector. The mathematical model of the telescope driven by electric motor is highly nonlinear differential equations. Therefore the use of the artificial intelligent controller, such as FL is much better than the conventional controller, to cover a wide range of operating conditions. So, the output of FL control is utilized to force the electric drives, of the telescope, to satisfy a perfect matching of the predefined desired position of the telescope arms. Both of FL controllers, using AFS and SFS, are simulated and tested when the system is subjected to a step change in reference value. In addition, these simulation results are compared with the conventional Proportional-Derivative (PD) controller, driven by fixed gain. The proposed FL, using an adaptive fuzzy set, improve the dynamic response of the overall system by improving the damping coefficient and decreasing the rise time and settling time compared with other two controllers.     

10m口径射电望远镜天线计算机远程控制系统

本文从当前天文观测所受自然环境的影响入手 ,提出远程控制观测是解决目前观测所遇到的困扰的好方法 ,并介绍了中科院云南天文台太阳射电组的 1 0m口径抛物面天线的计算机远程控制系统。本文着重讨论了远程控制的实施方案 ,包括天线当前的性能测试、如何安全地做到远程通信、前端控制 (即现场控制 )等问题 ,把TCP/IP协议族原理和Client/Server原理与模糊逻辑控制思想相结合 ,对 1 0m口径天线实施自动控制 ,并开发了用于现场控制、远程控制的网络控制软件。     

The policy relevance of global environmental change research

Many scientists are striving to identify and promote the policy implications of their global change research. Much basic research on global environmental change cannot advance policy directly, but new projects can determine the relevance of their research to decision makers and build policy-relevant products into the work. Similarly, many ongoing projects can alter or add to the present science design to make the research policy relevant. Thus, this paper shows scientists working on global change how to make their research policy relevant. It demonstrates how research on physical global change relates to human dimensions studies and integrated assessments. It also presents an example of how policy relevance can be fit retroactively into a global change project (in this case, SRBEX—the Susquehanna River Basin Experiment) and how that addition can enhance the project's status and science. The paper concludes that policy relevance is desirable from social and scientific perspectives.     

太阳活动区活动性的模糊预测

运用模糊数学的理论和方法对太阳活动区的活动性进行了预测。为了综合评估和预测活动区的活动性，根据耀斑与黑子群特征因子间的关系，构造了隶属函数。通过数据处理与分析，得到了对活动区活动性较好的预测结果，预测的准确性＞95%。已成功编制了太阳活动预报的数据处理实用软件，根据黑子群的特征因子值，即刻就能得到活动区活动性的预报结果，预测结果表明模糊综合评估方法能很好地预报太阳活动。     

步进电机步距角的正余弦细分原理

步进电机的步距角由于受到机械结构和经典细分驱动电路的限制，只能适量的减小，但对于许多精密设备的控制及高精度的定位系统，其步距角的分辨率还应提高，正金弦细分驱动电路很好地解决了这一问题。它的主要特点是和计算机或单片机的接口简单、转速连续可调；增减EPROM的地址线可灵活改变细分数；电机运行平稳、振动小、噪声低。     

Numerical calculations in the orbital determination of an artificial satellite for a long arc

Numerical methods are usually used for the computation of ephemerides with perturbations for the precise orbital determination of an artificial satellite. But their numerical stability will be encountered in a long arc. In this case the use the improved Encke special perturbation methods has been suggested. The results of this paper show that Encke's method does indeed have a certain effectiveness, but cannot yet completely resolve the numerical stability, and the more efficient method is to use the energy integral or its variational relation to control the growth of the along-track error in general numerical calculations so that the aim of stabilization can be achieved.     

Status of Satellite Orbit Determination and Time Synchronization Technology for Global Navigation Satellite System

In the form of satellite ephemerides and clock parameters, the information of space datum and system time of one global navigation satellite system (GNSS) is transferred to users. With continuously updating of satellite payload such as high precision atomic clocks, monitoring and tracking techniques such as inter-satellite links, and data processing techniques, the accuracy and real-time performance of satellite ephemerides and clock products are steadily improved. Starting from December 27th, 2018, BeiDou Navigation System 3, or BDS-3 has been providing accurate and reliable basic positioning, navigation, and timing (PNT) services to users in the countries within the “one belt and one road”. This paper summarizes the challenges of precise orbit determination and time synchronization faced and specific solutions sought from the regional BDS-2 system to BDS-3 global system at the control segment. It is interesting to compare BDS with other GNSS systems in terms of technical characteristics. Finally, aiming at higher accuracy and more reliable PNT services, a road map of precise orbit determination and time synchronization technique for next generation navigation systems is discussed, which will lead to better and better global navigation satellite systems.     

Observations of minor planets with the very large array

The weak thermal emission from the largest minor planets can be detected and measured at all points around their orbits at microwave frequencies using the Very Large Array (VLA). Position determinations of astrometric quality have been obtained, and flux measurements have provided size estimates. When enough precise positional observations have been accumulated, the orbits of the minor planets and the Earth can be determined. This will allow the equinox to be located within the radio reference frame, providing a truly fundamental coordinate system for radio source positions. It will also provide a means of relating the optical and radio (quasar) coordinate systems.The National Radio Astronomy Observatory is operated by Associated Universities, Incorporated, under contract with the National Science Foundation.     

CCD相机读出噪声、电荷转移效率的测试和归算的改进方法

简单地介绍了CCD相机的读出噪声、电荷转移效率(CTE)的常用测试和归算方法,指出了其中的不足之处。在此基础上,提出了改进的噪声和CTE的测试和归算方法。也就是,读出噪声的测量以过扫描区的方差为基础来进行。而在CTE的归算时,先采用人-机交互方式确定一条适当的初始转移直线(X射线的单像元事件线)和相应的区间,在此区间中进行的第一次线性拟合得到一条较准确的转移直线,以后根据前一次的结果自动选取区间并进行线性拟合。以此方式就可以归算出较为精确的CTE数据。