CN109814244A - 一种多级伺服共相调节器 - Google Patents

一种多级伺服共相调节器 Download PDF

Info

Publication number
CN109814244A
CN109814244A CN201910147958.6A CN201910147958A CN109814244A CN 109814244 A CN109814244 A CN 109814244A CN 201910147958 A CN201910147958 A CN 201910147958A CN 109814244 A CN109814244 A CN 109814244A
Authority
CN
China
Prior art keywords
electrically connected
capacitor
control module
common phase
servo
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201910147958.6A
Other languages
English (en)
Other versions
CN109814244B (zh
Inventor
郑艳芳
李雪宝
王照坤
宋宇豪
陈苏瑞
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Jiangsu University of Science and Technology
Original Assignee
Jiangsu University of Science and Technology
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Jiangsu University of Science and Technology filed Critical Jiangsu University of Science and Technology
Priority to CN201910147958.6A priority Critical patent/CN109814244B/zh
Publication of CN109814244A publication Critical patent/CN109814244A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN109814244B publication Critical patent/CN109814244B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Landscapes

  • General Electrical Machinery Utilizing Piezoelectricity, Electrostriction Or Magnetostriction (AREA)

Abstract

本发明公开了一种多级伺服共相调节器，包括依次呈电连接的：CPU、位置控制模块、伺服控制单元及电动机；所述伺服控制单元包括依次呈电连接的：速度控制模块、电流控制模块及功放模块，所述位置控制模块是与所述速度控制模块电连接，所述功放模块是与所述电动机电连接；所述功放模块与所述电动机之间的电流反馈至电流控制模块，所述电动机反馈位置有：电路控制模块、速度控制模块及位置控制模块。本发明按照“由粗到精，逐渐收敛”的原则，逐步调节，依次为：粗共焦、精共焦、粗共相和精共相四个步骤，解决了现有技术中存在无法实现逐级共相的问题，满足实际使用要求。

Description

一种多级伺服共相调节器
技术领域
本发明涉及多级伺服共相调节器，属于天文精密仪器控制技术领域。
背景技术
随着自适应光学、计算机、精密机械和自动控制技术的发展，望远镜口径也突破了一定的限制。目前国际上正在筹建和建设中的超大口径光学望远镜有詹姆斯韦伯空间望远镜(JWST)、先进技术大口径空间望远镜(ATLAST)、三十米望远镜(TMT)、欧洲极大口径望远镜(E-ELT)和大天区面积多目标光纤光谱天文望远镜(LAMOST)等，这些望远镜都采用拼接技术制造主镜。拼接望远镜是由许多六边形子镜“拼接”成一个完整的、连续的主镜，子镜尺寸较小，也避免了像单块大镜子那样的厚度，解除了重量的限制，使极大口径望远镜变成了可能。然而，拼接镜面也会带来一些新的问题。比如：由于重力载荷、温度、振动等因素的影响，子镜间总是会存在相互错位，导致了子镜的位移误差，使已拼接后的整个镜子无法组合成连续的面形，最终也无法成预期的理想像。因此，如何精确检测到这种位置误差并且将其快速反馈到控制系统是保证镜面连续平滑的一个关键问题；其中，平移误差(piston)的精确检测尤为关键；拼接镜面的共相失调误差按照“由粗到精，逐渐收敛”的原则，逐步调节，依次为：粗共焦、精共焦、粗共相和精共相四个步骤。
发明内容
本发明是针对现有技术存在的不足，提供一种多级伺服共相调节器，其共相失调误差按照“由粗到精，逐渐收敛”的原则，逐步调节，依次为：粗共焦、精共焦、粗共相和精共相四个步骤，解决了现有技术中存在无法实现逐级共相的问题，满足实际使用要求。
为解决上述问题，本发明所采取的技术方案如下：
一种多级伺服共相调节器，包括依次呈电连接的：CPU、位置控制模块、伺服控制单元及电动机；所述伺服控制单元包括依次呈电连接的：速度控制模块、电流控制模块及功放模块，所述位置控制模块是与所述速度控制模块电连接，所述功放模块是与所述电动机电连接；
所述功放模块与所述电动机之间的电流反馈至电流控制模块，所述电动机反馈位置有：电路控制模块、速度控制模块及位置控制模块。
作为上述技术方案的改进，所述伺服控制单元是按照“由粗到精，逐渐收敛”原则，逐步调节共相失调误差，包括：粗共焦、精共焦、粗共相和精共相四个步骤。
作为上述技术方案的改进，所述精共相包括：电源和CPU，所述电源与所述CPU之间电连接有第一伺服控制单元、第二伺服控制单元及第三伺服控制单元。
作为上述技术方案的改进，所述第一伺服控制单元包括：与电源连接的电容C1和电容C2，所述电容C1和电容C2上电连接有传感器支持电路1，所述传感器支持电路1与所述CPU电连接，所述CPU上反向电连接有压电陶瓷控制器1，所述压电陶瓷控制器1上电连接有压电陶瓷1，所述压电陶瓷1与所述电容C2电连接。
作为上述技术方案的改进，所述第二伺服控制单元包括：与电源连接的电容C3及与电容C3电连接的电容C4，所述电容C3和电容C4上电连接有传感器支持电路2，所述传感器支持电路2与所述CPU电连接，所述CPU上反向电连接有压电陶瓷控制器2，所述压电陶瓷控制器2上电连接有压电陶瓷2，所述压电陶瓷2与所述电容C4电连接。
作为上述技术方案的改进，所述第三伺服控制单元包括：与电源连接的电容C5和电容Cf，所述电容C5和电容Cf上电连接有传感器支持电路3，所述传感器支持电路3与所述CPU电连接，所述CPU上反向电连接有压电陶瓷控制器3，所述压电陶瓷控制器3上电连接有压电陶瓷3，所述压电陶瓷3与所述电容Cf电连接。
本发明与现有技术相比较，本发明的实施效果如下：
针对以上的超大口径望远镜，拼接镜面是现阶段以及未来一段时间内兼顾高分辨率和高成像质量的可行、有效的解决方案，建成超大口径拼接光学望远镜是势在必然，共相调节是实现拼接望远镜的关键技术之一，本方案正是针对实现这一关键技术的迫切需求而开展研究，本方案的核心部分为四个互相关联的闭环系统，采用定制的伺服电机，从外环待内环逐步实现粗共焦、精共焦、粗共相、精共相。
附图说明
图1为本发明总体实现框图；
图2为本发明精共相实现示意图；
图3为本发明软件设计框图。
具体实施方式
下面将结合具体的实施例来说明本发明的内容。
实施例：如图1-图3所示：多级伺服共相调节器，其包括依次呈电连接的：CPU、位置控制模块、伺服控制单元及电动机；所述伺服控制单元包括依次呈电连接的：速度控制模块、电流控制模块及功放模块，所述位置控制模块是与所述速度控制模块电连接，所述功放模块是与所述电动机电连接；所述功放模块与所述电动机之间的电流反馈至电流控制模块，所述电动机反馈位置有：电路控制模块、速度控制模块及位置控制模块；其针对共相失调误差按照“由粗到精，逐渐收敛”的原则，逐步调节，依次为：粗共焦、精共焦、粗共相和精共相四个步骤，解决了现有技术中存在无法实现逐级共相的问题，满足实际使用要求。
进一步改进地，精共相包括电源和CPU，所述电源与所述CPU之间电连接有第一伺服控制单元、第二伺服控制单元及第三伺服控制单元；第一伺服控制单元包括：与电源连接的电容C1和电容C2，电容C1和电容C2上电连接有传感器支持电路1，传感器支持电路1与CPU电连接，CPU上反向电连接有压电陶瓷控制器1，压电陶瓷控制器1上电连接有压电陶瓷1，压电陶瓷1与电容C2电连接；所述第二伺服控制单元包括：与电源连接的电容C3及与电容C3电连接的电容C4，电容C3和电容C4上电连接有传感器支持电路2，传感器支持电路2与CPU电连接，CPU上反向电连接有压电陶瓷控制器2，压电陶瓷控制器2上电连接有压电陶瓷2，压电陶瓷2与电容C4电连接；第三伺服控制单元包括：与电源连接的电容C5和电容Cf，电容C5和电容Cf上电连接有传感器支持电路3，传感器支持电路3与CPU电连接，CPU上反向电连接有压电陶瓷控制器3，压电陶瓷控制器3上电连接有压电陶瓷3，压电陶瓷3与电容Cf电连接。
本发明的核心部分为四个互相关联的闭环系统，采用定制的伺服电机，从外环待内环逐步实现粗共焦、精共焦、粗共相、精共相。
实验步骤：
利用第一组带反馈的伺服电机将拼接平行板调节至5mm误差范围内。
利用第二组：色散条纹传感器+伺服电机的方案，时间焦点的精确控制，误差控制在5um范围内。
利用图2原理，采用电容式边缘传感器，将平行度误差调节至5！10nm范围内：
实验结果表明：该平行度可以空载在千分之0.9的范围内。即在逐级调节的至粗共相的基础上，平板平行度为50um的情况下，控制精度为4.5nm。鞥达到调节精度。
以上内容是结合具体的实施例对本发明所作的详细说明，不能认定本发明具体实施仅限于这些说明。对于本发明所属技术领域的技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明保护的范围。

Claims (6)

1.一种多级伺服共相调节器，其特征在于：包括依次呈电连接的：CPU、位置控制模块、伺服控制单元及电动机；所述伺服控制单元包括依次呈电连接的：速度控制模块、电流控制模块及功放模块，所述位置控制模块是与所述速度控制模块电连接，所述功放模块是与所述电动机电连接；
所述功放模块与所述电动机之间的电流反馈至电流控制模块，所述电动机反馈位置有：电路控制模块、速度控制模块及位置控制模块。
2.根据权利要求1所述多级伺服共相调节器，其特征在于：所述伺服控制单元是按照“由粗到精，逐渐收敛”原则，逐步调节共相失调误差，包括：粗共焦、精共焦、粗共相和精共相四个步骤。
3.根据权利要求2所述多级伺服共相调节器，其特征在于：所述精共相包括：电源和CPU，所述电源与所述CPU之间电连接有第一伺服控制单元、第二伺服控制单元及第三伺服控制单元。
4.根据权利要求3所述多级伺服共相调节器，其特征在于：所述第一伺服控制单元包括：与电源连接的电容C1和电容C2，所述电容C1和电容C2上电连接有传感器支持电路1，所述传感器支持电路1与所述CPU电连接，所述CPU上反向电连接有压电陶瓷控制器1，所述压电陶瓷控制器1上电连接有压电陶瓷1，所述压电陶瓷1与所述电容C2电连接。
5.根据权利要求3所述多级伺服共相调节器，其特征在于：所述第二伺服控制单元包括：与电源连接的电容C3及与电容C3电连接的电容C4，所述电容C3和电容C4上电连接有传感器支持电路2，所述传感器支持电路2与所述CPU电连接，所述CPU上反向电连接有压电陶瓷控制器2，所述压电陶瓷控制器2上电连接有压电陶瓷2，所述压电陶瓷2与所述电容C4电连接。
6.根据权利要求3所述多级伺服共相调节器，其特征在于：所述第三伺服控制单元包括：与电源连接的电容C5和电容Cf，所述电容C5和电容Cf上电连接有传感器支持电路3，所述传感器支持电路3与所述CPU电连接，所述CPU上反向电连接有压电陶瓷控制器3，所述压电陶瓷控制器3上电连接有压电陶瓷3，所述压电陶瓷3与所述电容Cf电连接。
CN201910147958.6A 2019-02-28 2019-02-28 一种多级伺服共相调节器 Active CN109814244B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910147958.6A CN109814244B (zh) 2019-02-28 2019-02-28 一种多级伺服共相调节器

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910147958.6A CN109814244B (zh) 2019-02-28 2019-02-28 一种多级伺服共相调节器

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN109814244A true CN109814244A (zh) 2019-05-28
CN109814244B CN109814244B (zh) 2021-02-26

Family

ID=66607698

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201910147958.6A Active CN109814244B (zh) 2019-02-28 2019-02-28 一种多级伺服共相调节器

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN109814244B (zh)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1343897A (zh) * 2001-06-05 2002-04-10 中国科学院国家天文台南京天文光学技术研究所 大型天文望远镜镜面位移控制系统
CN101029964A (zh) * 2007-03-16 2007-09-05 中国科学院国家天文台南京天文光学技术研究所 步进电机驱动型位移促动器的控制检测方法及其装置
US20140249407A1 (en) * 2007-11-12 2014-09-04 Lightlab Imaging, Inc. Miniature Optical Elements for Fiber-Optic Beam Shaping
CN106160619A (zh) * 2015-05-11 2016-11-23 发那科株式会社 伺服控制装置
CN109202907A (zh) * 2018-10-08 2019-01-15 广州数控设备有限公司 一种基于工业机器人的无传感弹性碰撞装置及方法

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1343897A (zh) * 2001-06-05 2002-04-10 中国科学院国家天文台南京天文光学技术研究所 大型天文望远镜镜面位移控制系统
CN101029964A (zh) * 2007-03-16 2007-09-05 中国科学院国家天文台南京天文光学技术研究所 步进电机驱动型位移促动器的控制检测方法及其装置
US20140249407A1 (en) * 2007-11-12 2014-09-04 Lightlab Imaging, Inc. Miniature Optical Elements for Fiber-Optic Beam Shaping
CN106160619A (zh) * 2015-05-11 2016-11-23 发那科株式会社 伺服控制装置
CN109202907A (zh) * 2018-10-08 2019-01-15 广州数控设备有限公司 一种基于工业机器人的无传感弹性碰撞装置及方法

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
于文豪: "拼接主镜驱动控制技术研究", 《中国优秀硕士学位论文全文数据库 信息科技辑》 *
孟玉凰: "基于色散条纹传感技术的拼接镜共相方法研究", 《中国优秀硕士学位论文全文数据库 工程科技Ⅱ辑》 *
张敏: "大口径望远镜伺服控制系统研究", 《中国博士学位论文全文数据库 工程科技Ⅱ辑》 *

Also Published As

Publication number Publication date
CN109814244B (zh) 2021-02-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US20210294074A1 (en) Folded lens system
Guenter et al. Highly curved image sensors: a practical approach for improved optical performance
CN111034169B (zh) 摄像模组及其组装方法
CN111034168B (zh) 摄像模组及其组装方法
CN107995386B (zh) 相机模块
CN105137565B (zh) 非制冷长波红外光学机械无热化镜头及其补偿调节方法
EP3427094A1 (en) Array-based camera lens system
CN109922236A (zh) 纤薄双孔径变焦数字摄影机
EP1726980A4 (en) VARIABLE FOCAL OBJECTIVE AND IMAGE FORMING DEVICE USING THE VARIABLE FOCAL OBJECTIVE
CN104395084B (zh) 具有用于安装的构型的光学模块
KR20180105707A (ko) 프리즘-강화 렌즈 및 프리즘-강화 렌즈 사용 방법
EP3711897A1 (en) Assembly device and assembly method for optical assembly
CN104865975A (zh) 大规模太阳能电站的太阳跟踪控制系统及其控制方法
KR20160115359A (ko) 광축의 자가 정렬이 가능한 광학장치
WO2016117222A1 (ja) カメラモジュールの製造方法及びカメラモジュール
CN109814244A (zh) 一种多级伺服共相调节器
CN101482640B (zh) 镜头模组
CN106646823B (zh) 一种高像素、高照度、低成本的红外热成像系统
US20170269341A1 (en) Wafer level lens stack, optical system, electronic device and method
CN106482834A (zh) 一种可主动调焦的干涉成像光谱仪
JP6970488B1 (ja) 光学部品駆動装置、撮像装置及び携帯式電子機器
CN103235418B (zh) 楔形透镜大口径光学聚焦与频率转换系统的离线装校平台
US9753245B2 (en) Optical lens device
CN110007457B (zh) 一种控制变形像差的光学设计方法
CN112334829B (zh) 包括液体镜头的双相机模块

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant