基于LAMOST的光纖定位細(xì)分控制系統(tǒng)設(shè)計(jì).pdf

1、LAMOST（大天區(qū)多個(gè)目標(biāo)的光纖獲取天文望遠(yuǎn)鏡）是一臺(tái)坐落于河北興隆的國家天文學(xué)科研重要項(xiàng)目。其中基于“并行可控式光纖定位技術(shù)”所建立起來的LAMOST光纖定位系統(tǒng)主要是為了解決LAMOST中光纖的快速精確定位問題以方便其有效獲取來自天體的光譜。該套系統(tǒng)將4000根光纖逐一固定在4000個(gè)機(jī)械單元上，每個(gè)機(jī)械單元的中心軸與偏心軸的運(yùn)轉(zhuǎn)由安裝其上的兩個(gè)步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)，而步進(jìn)電機(jī)的控制是由固定在機(jī)械單元前端的子節(jié)點(diǎn)驅(qū)動(dòng)板完成的。
　　

2、為了有效實(shí)現(xiàn)對(duì)子節(jié)點(diǎn)驅(qū)動(dòng)板的精確控制，采用一套Zigbee無線網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)來完成主節(jié)點(diǎn)控制板與子節(jié)點(diǎn)驅(qū)動(dòng)板間的通訊問題，避免了有線網(wǎng)絡(luò)通訊下的復(fù)雜繞線和大功率損耗。主節(jié)點(diǎn)控制板作為PC端與子節(jié)點(diǎn)間的通訊媒介，一方面通過串口與PC端實(shí)現(xiàn)信息交互傳輸，另一方面通過Zigbee無線網(wǎng)實(shí)現(xiàn)與子節(jié)點(diǎn)間的信息交互傳輸。LAMOST光纖定位系統(tǒng)就是通過這樣的方式建立起來，該套系統(tǒng)操作方便，運(yùn)行穩(wěn)定，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)焦面上4000根光纖的快速定位。
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3、與此同時(shí)，該套系統(tǒng)也存在兩個(gè)需要優(yōu)化的地方。其一，該套系統(tǒng)采用的步進(jìn)電機(jī)開環(huán)定位方案存在低頻運(yùn)行丟步越步現(xiàn)象。所以，本文設(shè)計(jì)一套細(xì)分控制方案，細(xì)分控制通過降低電流的變化速度，可以顯著改善步進(jìn)電機(jī)低頻不穩(wěn)定特性，同時(shí)細(xì)分控制可以提高步進(jìn)電機(jī)運(yùn)行的分辨率，為后續(xù)的閉環(huán)控制系統(tǒng)提供基礎(chǔ)性條件。其二，子節(jié)點(diǎn)驅(qū)動(dòng)板安裝在機(jī)械單元上，為了更新子節(jié)點(diǎn)驅(qū)動(dòng)板的內(nèi)部程序，現(xiàn)有的燒寫器更新方式涉及到機(jī)械單元的拆卸與安裝工作，十分不便。為此，本文提出一種基于