[發(fā)明專利]一種大氣相干長(zhǎng)度測(cè)量?jī)x機(jī)架控制系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410361420.2
• 申請(qǐng)日: 2014-07-25
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN104156008B
• 公開(kāi)（公告）日: 2017-07-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 譚逢富;何楓
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)科學(xué)院合肥物質(zhì)科學(xué)研究院
• 主分類號(hào): G05D3/20
• 分類號(hào): G05D3/20;G01J9/00;G01D11/30
• 代理公司: 安徽合肥華信知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司34112
• 代理人: 余成俊

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及大氣相干長(zhǎng)度測(cè)量?jī)x領(lǐng)域，具體是一種大氣相干長(zhǎng)度測(cè)量?jī)x機(jī)架控制系統(tǒng)。

背景技術(shù)

激光在湍流大氣中傳輸時(shí)，由于大氣中折射率起伏導(dǎo)致光波陣面畸變，引起光束漂移、光斑擴(kuò)展和光強(qiáng)起伏等湍流效應(yīng)。描述湍流效應(yīng)時(shí)，廣泛使用的參數(shù)為大氣相干長(zhǎng)度(用r0表示)，大氣相干長(zhǎng)度描述了傳輸路徑上的綜合湍流強(qiáng)度，是用于激光大氣傳輸和自適應(yīng)光學(xué)研究的重要參量。

整層大氣相干長(zhǎng)度測(cè)量?jī)x，根據(jù)差分像運(yùn)動(dòng)原理通過(guò)觀測(cè)恒星測(cè)量整層大氣相干長(zhǎng)度。為實(shí)現(xiàn)整層大氣相干長(zhǎng)度的測(cè)量，要求大氣相干長(zhǎng)度測(cè)量?jī)x具有實(shí)時(shí)跟蹤恒星的功能，同時(shí)，為了能夠通過(guò)望遠(yuǎn)鏡觀測(cè)到恒星，并通過(guò)CCD成像測(cè)量相干長(zhǎng)度，一般需要望遠(yuǎn)鏡焦距較長(zhǎng)，因此CCD視場(chǎng)往往很小，這就要求大氣相干長(zhǎng)度測(cè)量?jī)x具有較高的跟蹤和定位精度。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種大氣相干長(zhǎng)度測(cè)量?jī)x機(jī)架控制系統(tǒng)，以實(shí)現(xiàn)大氣相干長(zhǎng)度測(cè)量?jī)x定位、跟蹤及調(diào)焦功能。

為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案為：

一種大氣相干長(zhǎng)度測(cè)量?jī)x機(jī)架控制系統(tǒng)，其特征在于：包括中央控制器，所述中央控制器通過(guò)串行通訊口與上位機(jī)通訊連接，還包括與大氣相干長(zhǎng)度測(cè)量?jī)x方位軸傳動(dòng)連接的方位軸步進(jìn)電機(jī)、與大氣相干長(zhǎng)度測(cè)量?jī)x俯仰軸傳動(dòng)連接的俯仰軸步進(jìn)電機(jī)、與大氣相干長(zhǎng)度測(cè)量?jī)x調(diào)焦軸傳動(dòng)連接的調(diào)焦步進(jìn)電機(jī)，以及安裝在方位軸處的方位軸編碼器、安裝在俯仰軸處的俯仰軸編碼器，所述中央控制器通過(guò)方位軸驅(qū)動(dòng)器與方位軸步進(jìn)電機(jī)連接、通過(guò)俯仰軸驅(qū)動(dòng)器與俯仰軸步進(jìn)電機(jī)連接、通過(guò)調(diào)焦驅(qū)動(dòng)器與調(diào)焦步進(jìn)電機(jī)連接，所述方位軸編碼器、俯仰軸編碼器分別接入中央控制器；

所述中央控制器通過(guò)串行通訊口與上位機(jī)通訊，上位機(jī)發(fā)送定位位置或運(yùn)行速度信號(hào)至中央控制器，同時(shí)中央控制器把當(dāng)前的位置和運(yùn)行速度返回給上位機(jī)；

所述中央控制器分兩路分別控制方位軸和俯仰軸，一路控制方位軸步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器，進(jìn)而控制方位軸步進(jìn)電機(jī)，同時(shí)中央控制器通過(guò)方位軸編碼器獲得方位軸的位置及速度信息；另一路控制俯仰軸步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器，進(jìn)而控制俯仰軸步進(jìn)電機(jī)，同時(shí)中央控制器通過(guò)俯仰軸編碼器獲得俯仰軸的位置及速度信息。

所述中央控制器通過(guò)控制調(diào)焦步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器，進(jìn)而控制步進(jìn)電機(jī)來(lái)調(diào)節(jié)望遠(yuǎn)鏡的焦距。

所述的一種大氣相干長(zhǎng)度測(cè)量?jī)x機(jī)架控制系統(tǒng)，其特征在于：還包括接入中央控制器的控制手柄，中央控制器通過(guò)讀取控制手柄的輸入信號(hào)，實(shí)現(xiàn)手動(dòng)控制機(jī)架的方位軸、俯仰軸及焦距調(diào)節(jié)。

所述的一種大氣相干長(zhǎng)度測(cè)量?jī)x機(jī)架控制系統(tǒng)，其特征在于：所述中央控制器型號(hào)為dsPIC33FJ128GP710A的帶有DSP內(nèi)核的單片機(jī)U1，方位軸驅(qū)動(dòng)器與俯仰軸驅(qū)動(dòng)器均為型號(hào)為THB7128的步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器U2，方位軸步進(jìn)電機(jī)與俯仰軸步進(jìn)電機(jī)均為型號(hào)為42HS4813A4的兩相步進(jìn)電機(jī)U3，方位軸編碼器和俯仰軸編碼器均為型號(hào)為AAM3810-1212-SDSGGA的絕對(duì)型多圈編碼器U7，其中：

單片機(jī)U1的RD12腳分別與步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器U2的CW/CCW腳相連，單片機(jī)U1的OC3腳分別與步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器U2的CLK腳相連，單片機(jī)U1的RD6腳分別與步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器U2的ENABLE腳相連，單片機(jī)U1的RD13腳、RD4腳、RD5腳分別與步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器U2的M1腳、M2腳、M3腳一一對(duì)應(yīng)相連；

兩相步進(jìn)電機(jī)U3一個(gè)繞組的兩個(gè)輸出端INB1與INB2分別一一對(duì)應(yīng)與步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器U2的OUT1B腳、OUT2B腳連接，兩相步進(jìn)電機(jī)U3另一個(gè)繞組的兩個(gè)輸出端INA1、INA2分別一一對(duì)應(yīng)與步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器U2的OUT1A腳、OUT2A腳連接。

所述的一種大氣相干長(zhǎng)度測(cè)量?jī)x機(jī)架控制系統(tǒng)，其特征在于：所述方位軸編碼器、俯仰軸編碼器均為型號(hào)為AAM3810-1212-SDSGGA的絕對(duì)型多圈編碼器U7，單片機(jī)U1通過(guò)型號(hào)為DS8921的差分收發(fā)器U6與編碼器U7連接，其中單片機(jī)U1的RB2腳與差分收發(fā)器U6的DI腳連接，單片機(jī)U1的RB3腳與差分收發(fā)器U6的RO腳連接，差分收發(fā)器U6的RI+腳、RI-腳分別與編碼器U7的DATA+腳、DATA-腳一一對(duì)應(yīng)連接，差分收發(fā)器U6DO+腳、DO-腳分別與編碼器U7的CLK+腳、CLK-腳一一對(duì)應(yīng)連接。