大射电望远镜馈源支撑系统动态响应仿真

来源 :中国科学院力学研究所 | 被引量 : 0次 | 上传用户:wangle2
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正在筹建的500米口径球面射电望远镜FAST(Five-hundred-meterAperture Spherical Telescope,简称FAST),建成后将是世界上最大的单天线射电望远镜。它采用一种全新的机电一体化设计方案,主体采用索拖动馈源支撑系统,馈源由多索悬吊拖动进行位置的一次调准,再通过馈源舱内机构运动进行二次调准而实现馈源的准确定位。工作时由激光测量系统来实时检测馈源的位置,与主动反射面配合,实时反馈给中央计算机进行闭环控制。    本文在充分调研FAST预研究成果的基础上,根据悬吊拖动及馈源舱系统目前最新设计方案,采用多体系统动力学的建模方法,建立了系统的动力学仿真模型与并引入系统随机环境激励(风载荷)。并以此模型为基础进行了整体系统的固有动力特性分析,获得了阻尼索参数与系统固有模态阻尼比的关系;重点分析了各种风载荷激励下系统的动态响应状况,并对不同风载荷下系统响应的影响情况进行了对比性研究。   此外还对悬吊拖动系统进行了拖动仿真,分析了拖动状况下系统的动力响应。研究了系统阻尼、拖动速度、拖动扰动、风载荷等因素对系统拖动响应的影响,分析了部件各主要参数、作动器运动对系统动态响应的作用。   最后,对馈源舱系统加入了简单PID控制,实现了整体系统与控制系统的联合仿真,验证了本文模型进行机电一体化仿真的可行性。   本文结果只是基于馈源采用摆索与阻尼索悬吊设计方案的响应仿真,其它方案的仿真尚需对模型进行修改。本文成果可为FAST项目最终方案的设计与选择提供参考。  
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