射电望远镜观测控制系统(OCS)调研报告
射电望远镜调研报告
射电望远镜调研报告射电望远镜调研报告射电望远镜是一种能够接收和分析天空中的射电波的仪器。
射电望远镜通过接收并解读远处星体发射的射电信号，能够帮助天文学家研究天体物理学、宇宙学和天体力学等领域。
本次调研的目的是了解射电望远镜的技术特点、应用领域和未来发展趋势。
一、技术特点1. 高灵敏度：射电望远镜的接收器具有高灵敏度，能够接收到非常微弱的射电信号。
这使得它能够探测到遥远天体的信息，如行星、恒星、星系等。
2. 建设成本高：射电望远镜的建设成本较高，主要是由于收集和分析射电信号所需要的设备和技术要求较高。
3. 抗干扰能力强：射电望远镜在接收射电信号时具有强大的抗干扰能力，可以剔除大气干扰和人为干扰，确保准确的观测结果。
二、应用领域1. 天体物理学研究：射电望远镜可以解析天体的射电谱线，帮助天文学家研究星系的演化、恒星的形成和死亡等天体物理现象。
2. 宇宙学研究：射电望远镜可以观测宇宙中的射电背景辐射，帮助研究宇宙起源、膨胀和暗能量等重要问题。
3. 天体力学研究：射电望远镜可以观测到射电波的天体和行星运动，帮助研究行星的自转、轨道等天体力学问题。
三、未来发展趋势1. 大型射电望远镜：未来射电望远镜的发展趋势是朝着更大、更灵敏的方向发展。
大型射电望远镜可以提供更高的分辨率和更高的灵敏度，进一步推动天文学的发展。
2. 多波段观测：将射电望远镜与其他波段的观测设备进行组合，进行多波段的观测，可以获得更全面的天体信息，提高观测的科学价值。
3. 多站合作观测：在全球范围内建立多个射电望远镜站点进行合作观测，可以扩大观测范围和覆盖面，提升射电望远镜的数据质量和分析能力。
综上所述，射电望远镜具有高灵敏度、抗干扰能力强等技术特点，广泛应用于天体物理学、宇宙学和天体力学等领域。
未来，射电望远镜将朝着大型化、多波段观测和多站合作观测的方向发展。
射电望远镜的发展将为人类对宇宙的认知做出更深入和广泛的贡献。
大射电望远镜精调Stewart平台的优化、分析与控制
大射电望远镜精调Stewart平台的优化、分析与控制大射电望远镜精调Stewart平台的优化、分析与控制摘要：大射电望远镜的精细调整对于获得高质量的观测数据至关重要。
本文针对大射电望远镜的Stewart平台进行了优化、分析与控制的研究。
首先通过对平台结构进行分析，确定了其动力学模型。
然后，基于该模型，通过优化算法对Stewart平台进行了优化设计。
最后，设计了控制系统，并进行了仿真实验。
1. 引言大射电望远镜是研究宇宙中射电波的重要设备，其调整的精度对于获得高质量的观测数据至关重要。
而Stewart平台作为大射电望远镜的关键部件之一，其性能直接影响着望远镜的指向精度和抗干扰性能。
2. Stewart平台的动力学分析2.1 结构特点分析Stewart平台由一个顶部平台和六个支撑杆组成。
其平台结构主要由顶部平台、支撑杆和底座构成，通过支撑杆的伸缩来实现平台的姿态调整。
2.2 动力学模型建立基于Stewart平台的结构特点，可以建立其动力学模型。
在分析支撑杆的运动学关系后，可以得到平台的姿态与杆长之间的关系，进而建立动力学方程。
3. Stewart平台的优化设计3.1 优化目标与指标在进行Stewart平台的优化设计时，需要明确优化的目标与指标。
主要包括望远镜的指向精度、抗干扰性能以及结构的稳定性。
3.2 优化算法针对Stewart平台的优化设计问题，可以采用优化算法进行求解。
常用的优化算法包括遗传算法、粒子群算法等。
本文选择了遗传算法进行优化设计。
4. Stewart平台的控制系统设计4.1 控制系统结构设计控制系统是Stewart平台实现精细调整的关键。
本文设计采用闭环控制系统，其中包括传感器、执行器和控制器三个部分。
4.2 控制器设计控制器是控制系统的核心部分。
针对Stewart平台的控制问题，通常可以设计PID控制器或者模糊控制器。
本文选择了PID控制器进行设计。
5. 仿真实验与分析为了验证Stewart平台的优化设计与控制系统的性能，进行了仿真实验。
射电望远镜PID控制系统仿真
第26卷 第4期计 算 机 仿 真2009年4月 文章编号:1006-9348(2009)04-0085-04射电望远镜P I D控制系统仿真李天睿,郭从良(中国科学技术大学电子科学与技术系,安徽合肥230027)摘要:射电望远镜控制系统是射电望远镜设计中的重点,控制系统的控制精度直接影响到射电望远镜的测量精度和灵敏度。
通过对射电望远镜系统建模分析,发现传统的P I D算法存在积分饱和缺陷问题,会造成系统超调,调节时间延长等不利结果。
将积分分离P I D控制算法引入到射电望远镜控制器设计中,利用LabV I E W实时仿真模块的功能,搭建了半实物仿真模型,分别采用传统P I D和积分分离P I D控制,对系统进行半实物仿真实验,提高控制器的控制性能,实验结果表明,积分分离P I D控制效果良好。
关键词:射电望远镜;比例-积分-微分控制器;虚拟仪器中图分类号:TP273;TP337 文献标识码:BS im ul a ti on of Rad i o Telescope P I D Con trol SystemL I Tian-rui,G UO Cong-liang(Depart m ent of Electr onic Science and Technol ogy,University of Science and Technol ogy of China,Hefei Anhui230027,China)ABSTRACT:Contr ol syste m is an i m portant part of radi o telescope,and the accuracy of the contr ol syste m directlyaffects the measuring accuracy and sensitivity of radi o telescope.The radi o telescope syste m modeling analysis showsthat the General P I D(Pr oporti onal-I ntegral-D ifferential)algorith m has the defects of integral saturati on,thus re2sulting in system overshoots,extending regulati on ti m e and s o on.I ntegral separati on will be intr oduced t o the P I Dcontr ol algorith m in radi o telescope contr oller design.Based on the Real-ti m e Workshop of LabV I E W,General P I Dand I ntegral Separati on P I D contr oller is designed for the system.A hard ware-in-the-l oop(HW I L)model is cre2ated,and the H W I L si m ulati on test shows that the res ponse of the syste m app lying I ntegral Separati on P I D contr olleris satisfact ory.KE YWO R D S:Radi o telescope;P I D;Lab V I E W1 引言嫦娥探月工程的启动标志着我国的航天事业进入了一个新的阶段。
中型望远镜观测系统集成的开题报告
中型望远镜观测系统集成的开题报告一、研究目的和意义望远镜是天文学研究的重要工具，不同类型的望远镜可用于观测不同波段的天体物理现象。
中型望远镜是介于小型望远镜和大型望远镜之间的一种，其口径通常为1-4米，能够观测光学波段和红外波段的天体现象。
本研究旨在开发一套中型望远镜观测系统，通过集成不同的硬件设备和软件平台，实现对天体物理现象的高效观测和数据处理。
该系统可应用于天体物理学的研究和科普宣传，在推动天文学科学发展的同时，也能够促进公众对天文学的认识和理解。
二、系统结构和功能设计1.系统结构中型望远镜观测系统的结构包括硬件设备和软件平台两部分。
硬件设备包括望远镜、相机、滤光片、电脑等；软件平台则包括观测控制系统、数据处理系统等。
2.系统功能（1）望远镜观测控制功能：通过调整望远镜的指向和定位，实现对不同天体物理现象的观测。
（2）相机成像功能：采用高精度的相机，通过拍摄不同波段的光线，获取天体的光谱信息，并进行成像处理。
（3）滤光片选择功能：通过选择不同的滤光片，过滤掉不同波段的杂光，提高图像的清晰度和质量。
（4）数据处理功能：通过对拍摄到的图片进行数据分析和处理，提取天体的光谱和物理参数信息。
三、系统应用和展望该中型望远镜观测系统可用于开展多种天体物理学的研究工作，如宇宙射线的探测、星系的形成和演化、黑洞的探索等。
与此同时，该系统也可应用于天文学科普宣传活动中，通过展示观测到的天体图片和数据，向公众介绍和普及天文学知识。
未来，我们将进一步完善该系统的硬件设备和软件平台，不断提升其观测和数据处理的效率和准确性，为天文学研究和科普宣传做出更大的贡献。
佳木斯66 m射电望远镜指向精度测量及改进
佳木斯66 m射电望远镜指向精度测量及改进∗喻业钊;韩雷;周爽;余烨;张建辉;彭灵翔;唐德毓;韩金林【摘要】指向误差是射电望远镜运行的重要性能指标之一。
为保证射电流量的测量精度，一般要求射电望远镜的指向误差小于十分之一波束宽度。
对佳木斯66 m 射电望远镜的指向进行了大量的测量，详细分析了指向误差的分布。
利用新的基本参数模型进行误差修正后，佳木斯66 m射电望远镜的指向误差仍然随方位和俯仰有较明显的变化。
分析认为，这种变化趋势是方位轴与俯仰轴夹角和重力变形两个参量对方位俯仰变化的高阶项引起的。
通过引入两个误差源的一阶展开项对基本参数模型进行改进，使佳木斯66 m射电望远镜的指向精度有了明显的提升，从45″改进到20″以内。
%Pointing accuracy is one of the most important characteristics for a large radio telescope;it is very fundamental for telescope running. To ensure good performance for measuring the flux density of a radio source, pointing accuracy must be kept within 10% of telescope beam size. In this paper we present results of large measurements of telescope points for Jiamusi 66m radio telescope, and show the basic-parameter model and the fitting residuals of pointing data. We find that even after the correction of a new best-fitting basic-parameter model, the pointing uncertainty data still have a systematic variations of concentration along with the azimuth and elevation, which we believe is caused by the high order variations of the angle between the azimuth axis and elevation axis as well as the gravity deformation. We improve the basic-parameter model for the pointing corrections, and weget much improved pointing accuracy for Jiamusi 66m radio telescope from 45″to less than 20″.【期刊名称】《天文研究与技术－国家天文台台刊》【年(卷),期】2016(013)004【总页数】8页(P408-415)【关键词】大口径天线;指向误差;指向模型【作者】喻业钊;韩雷;周爽;余烨;张建辉;彭灵翔;唐德毓;韩金林【作者单位】中国科学院国家天文台，北京 100012; 中国科学院大学，北京100049;西安卫星测控中心佳木斯深空站，黑龙江佳木斯 154002;西安卫星测控中心佳木斯深空站，黑龙江佳木斯 154002;西安卫星测控中心佳木斯深空站，黑龙江佳木斯 154002;西安卫星测控中心佳木斯深空站，黑龙江佳木斯 154002;西安卫星测控中心佳木斯深空站，黑龙江佳木斯 154002;西安卫星测控中心佳木斯深空站，黑龙江佳木斯 154002;中国科学院国家天文台，北京 100012【正文语种】中文【中图分类】TP311.5理想情况下，射电望远镜应该能够精确对准要观测的目标射电源。
基于PMAC的天文望远镜控制系统研究及应用
基于PMAC的天文望远镜控制系统研究及应用黄垒;魏建彦;姜晓军;卢晓猛;周志中;李红斌【摘要】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2.16m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.【期刊名称】《天文研究与技术－国家天文台台刊》【年(卷),期】2015(012)001【总页数】10页(P44-53)【关键词】天文望远镜;控制系统;PMAC;PID参数整定;2.16m望远镜【作者】黄垒;魏建彦;姜晓军;卢晓猛;周志中;李红斌【作者单位】中国科学院国家天文台,北京100012;中国科学院大学,北京100049;中国科学院国家天文台,北京100012;中国科学院国家天文台,北京100012;中国科学院国家天文台,北京100012;中国科学院国家天文台,北京100012;中国科学院国家天文台,北京100012【正文语种】中文【中图分类】P111随着天文学研究的快速发展，对望远镜的控制性能提出了更高的要求[1]，要求定位精确(角秒级定位精度)，跟踪精度高，响应快速(毫秒级响应)。
天文观测设备调查报告
天文观测设备调查报告
在进行天文观测时，天文观测设备起着至关重要的作用。
本报告就天文观测设备进行了详尽的调查，以便更好地了解这些设备在观测过程中的应用和性能。
首先，我们调查了望远镜作为最基本的天文观测设备。
望远镜有多种类型，包括折射望远镜和反射望远镜等。
折射望远镜利用透镜将光线聚焦到焦点上，而反射望远镜则利用反射镜反射光线。
不同类型的望远镜具有不同的优势和适用范围，选择合适的望远镜对于天文观测至关重要。
其次，我们调查了天文摄影设备。
随着科技的发展，数字相机和CCD相机已经成为天文摄影的主要设备。
这些设备能够捕获高分辨率的图像，并通过计算机处理和分析，从而帮助天文学家更好地观测和研究天体。
另外，我们还调查了射电望远镜和射电天线作为天文观测设备的重要性。
射电观测是一种重要的辅助手段，能够在电磁波频段捕获天体发出的信号。
射电望远镜和射电天线在射电观测中发挥着关键作用，帮助科学家们深入研究宇宙中的奥秘。
最后，我们还调查了天文观测的辅助设备，如赤道仪、天文钟等。
这些设备在天文观测中起着辅助定位和观测的作用，帮助观测者准确地定位和跟踪天体，提高观测的效率和准确性。
综上所述，天文观测设备是天文学研究中不可或缺的重要组成部分。
通过对各种天文观测设备的调查，我们更深入地了解了这些设备在天
文研究中的作用和重要性，为未来的观测工作提供了重要的参考依据。
希望本报告能够为天文学界的发展和进步做出一定的贡献。
太阳射电望远镜智能跟踪控制系统研究
太阳射电望远镜智能跟踪控制系统研究徐伟星;殷兴辉【摘要】In view of the present situation about the tracking control system of rolar radio telescope with poor degree of intelligence and high professional requirements,on the base of radio telescope and automatic control knowledge,the paper proposes a scheme of improving the intelligent control of radio telescope system.The system has high reliability,simple operation,and its practical value is greatly increased.The system takes the MSP430F169 chip microprocessor as control core,drives the rotations of reversing motor and pitching motor.to complete the task of tracking and observing celestial bodies.It achieves the goal of intelligent control of radio telescopes.%针对目前太阳射电望远镜跟踪控制系统智能化程度差,专业化要求高的特点,在射电望远镜及自动控制相关知识的基础上,提出了一种提高射电望远镜系统智能化控制的方案,使系统可靠性提高、操作更简单和实用价值大大提高.系统以MSP430F169单片机为控制核心,通过驱动方位电机和俯仰电机转动,完成射电望远镜追踪并观测天体的任务.【期刊名称】《微型电脑应用》【年(卷),期】2017(033)003【总页数】5页(P7-11)【关键词】射电望远镜;方位电机;俯仰电机;MSP430F169【作者】徐伟星;殷兴辉【作者单位】河海大学,计算机与信息学院,南京211100;河海大学,计算机与信息学院,南京211100【正文语种】中文【中图分类】TP311随着社会经济和近代科学技术的快速发展，太阳射电天文学越来越多的受到人们的关注，而作为其主要的探测工具射电望远镜也愈加受到重视。
大型射电望远镜馈源指向系统的控制、优化与实验
大型射电望远镜馈源指向系统的控制、优化与实验大型射电望远镜馈源指向系统的控制、优化与实验摘要：大型射电望远镜的馈源指向系统对于望远镜的观测和研究起着至关重要的作用。
本文主要介绍了大型射电望远镜馈源指向系统的控制、优化与实验等方面的研究进展。
文章首先介绍了大型射电望远镜馈源指向系统的组成和工作原理，然后详细讨论了馈源指向系统的控制方法和优化策略，并介绍了相关的实验研究。
最后，对未来的研究方向进行了展望。
关键词：大型射电望远镜，馈源指向系统，控制，优化，实验一、引言大型射电望远镜是研究宇宙的重要工具之一，其观测目标通常是远离地球的天体。
为了获得准确的观测数据，望远镜需要精确而稳定地将馈源指向到感兴趣的天体位置。
馈源指向系统是望远镜的核心控制系统之一，其性能直接影响到望远镜的观测精度和效率。
二、大型射电望远镜馈源指向系统的组成与工作原理大型射电望远镜的馈源指向系统主要由位置测量模块、控制模块和执行模块组成。
位置测量模块主要用于对天体的位置进行测量，通常采用全景相机和精密角度测量设备。
控制模块负责根据位置测量模块的数据计算出指向馈源的角度，并将控制信号发送给执行模块。
执行模块包括驱动装置和馈源机构，用于实现馈源的指向。
三、大型射电望远镜馈源指向系统的控制方法1.传统的PID控制方法：传统的PID控制方法是最常用的控制方法之一。
通过对位置误差、速度误差和加速度误差进行调节，实现对馈源位置的精确控制。
然而，由于射电望远镜的环境复杂且非线性特性明显，传统PID控制方法的性能受到一定限制。
2.神经网络控制方法：神经网络具有自适应和非线性建模的能力，因此可以用于解决大型射电望远镜馈源指向系统的控制问题。
通过训练神经网络模型，可以获得更准确的反馈调节信号，从而实现更精确的馈源指向控制。
3.模糊控制方法：模糊控制方法是一种基于模糊推理的控制方法，可以处理大型射电望远镜馈源指向系统的非线性和不确定性问题。
通过建立模糊控制规则，可以实现对馈源位置的精确控制。
射电望远镜FAST调研报告样本
500m口径射电望远镜FAST调研报告摘要随着射电天文学发展，高敏捷度大口径射电望远镜成为射电观测重要设备. 国内正在建设中500m口径球面射电望远镜(FAST)将成为世界上最大、最敏捷单口径射电望远镜。
本文详细简介了FAST 状况，并对其也许应用方向做出了设想与展望。
核心词射电天文；单口径射电望远镜；FAST1 FAST简介1.1 FAST工程提出1931年，美国贝尔实验室央斯基用天线阵接受到了来自银河系中心无线电波。
随后美国人格罗特·雷伯在自家后院建造了世界上第一架专门用于天文观测射电望远镜，其本体为口径9.5米天线，依托这架射电望远镜，雷伯在1939年接受到了来自银河系中心无线电波，并且依照观测成果绘制了第一张射电天图，射电天文学从此诞生。
射电天文学诞生，为以光学为老式天文学翻开了新一页。
在之后70年中，射电望远镜极大地推动天文学发展。
20世纪60年代天文学获得了四项非常重要发现：脉冲星、类星体、宇宙微波背景辐射、星际有机分子都与射电望远镜关于。
FAST全称为Five-hundred-meter Aperture Spherical Telescope，即500m口径球面射电望远镜。
1993年国际无线电联大会上，涉及中华人民共和国在内10个国家天文学家提出建造巨型望远镜筹划，渴望在电波环境彻底毁坏前,回溯原初宇宙，解答宇宙学提出众多难题。
在这一科学原动力驱使下，各国研究团队开始了新一代巨型射电望远镜工程概念研究，筹建大口径射电望远镜以抢占制高点。
自1994年起通过持续不断地摸索,中华人民共和国天文学家提出在贵州喀斯特洼地中建造500m口径球面射电望远镜FAST建议和工程方案,以期实现射电望远镜在中华人民共和国跨越式发展[1]。
1.2 FAST系统简介FAST 为一架口径达500m单口径射电望远镜，其运用贵州已有喀斯特洼坑为台址，反射面能积极变形为。
与国际已有巨型单口径射电望远镜相比，有3项重要特色(1)运用贵州天然喀斯特洼坑作为望远镜台址；(2)洼坑内铺设直径为500m球冠状积极反射面，观测中通过积极控制在观测方向形成300m 口径瞬时抛物面,将电磁波汇聚在焦点上，实现了用老式望远镜接受技术进行宽频带观测；(3)采用轻型索拖动机构和并联机器人，实现接受机高精度定位和跟踪。
云台40米射电望远镜天线控制系统运行测试分析及天线指向误差校正的开题报告
云台40米射电望远镜天线控制系统运行测试分析及天线指向误差校正的开题报告一、研究背景云台40米射电望远镜是中国的一个大型天文望远镜，设在云南省普洱市境内的腾冲县，主要用于射电天文学和空间科学的研究。
天线控制系统是云台40米射电望远镜的重要组成部分，它通过控制整个望远镜天线的姿态，从而调整望远镜的视角，实现观测目标的选取和跟踪。
为了保证天线的准确指向，需要对天线控制系统进行运行测试分析，以及进行指向误差的校正。
二、研究内容（一）天线控制系统运行测试分析天线控制系统具有很高的稳定性和精度要求，需要经过一系列的运行测试分析。
在测试分析过程中，需要对天线控制系统的运行状态、运行性能、信号处理等方面进行详细的测试和分析，通过统计数据和图表结果来评估其运行的稳定性和精度。
（二）天线指向误差校正在天线控制系统的工作期间，由于各种原因，如地球自转、大气折射等等，导致天线指向误差的产生。
因此，需要对天线指向误差进行精确的校正，从而提高天线的测量精度和准确性。
校正方法包括传统的机械校正方法、数字信号处理方法等。
三、研究意义云台40米射电望远镜天线控制系统的运行测试分析和天线指向误差校正工作，具有非常重要的研究意义。
首先，它对保证望远镜的观测精度和质量有着至关重要的作用；其次，它对提高国内天文学和空间科学的研究水平、推动天文学和空间科学领域的科技创新有着积极的推动作用；最后，它也有利于推进我国天文学和空间科学领域的国际交流和合作。
四、研究方法在本研究中，将采用定量实验和定性实验相结合的方法，包括测试实验和计算模拟实验，并配合图表等形式进行数据分析和统计。
具体来说，将利用专业测试仪器和软件，对天线控制系统进行测试和分析，并进行天线指向误差的量化测量和校正。
五、预期成果在完成本研究后，预期将取得如下成果：基于运行测试分析和天线指向误差校正方法，评估云台40米射电望远镜天线控制系统的稳定性和精度；提出针对云台40米射电望远镜天线控制系统的改进措施和建议；通过校正和修正天线指向误差，提高云台40米射电望远镜的观测精度和准确性。
(完整word版)哈勃望远镜指向控制系统设计及性能分析
自动控制原理课程设计题目哈勃太空望远镜指向系统建模及性能分析学生姓名学号学院专业指导教师二Ｏ一一年月日目录1．系统介绍 (1)2．物理模型图 (1)3. 系统分析 (2)3.1哈勃太空望远镜指向系统的结构框图 (3)3.2 系统的信号流图 (3)3.3 相关函数的计算 (3)4.系统稳定性分析 (4)4.1 代入参数值 (4)4.2 根轨迹 (4)4.3 Bode图 (5)4.4 系统阶跃响应 (6)5 系统动态性能分析 (8)5.1延迟时间的计算 (8)5.2 上升时间的计算 (8)5.3峰值时间的计算 (8)5.4 超调量的计算 (9)5.5 调节时间的计算 (9)5.6 使用MATLAB求系统各动态性能指标 (9)6系统仿真 (13)7总结与体会 (15)参考文献 (16)1．系统介绍哈勃太空望远镜的2.4米的镜头拥有所有镜头中最光滑的表面，其指向系统能在644km以外将事业聚集在一枚硬币上。
望远镜的偏差在一次太空任务中得到了大范围的校正。
系统设计的目标是选择放大器增益Ka 和具有增益调节的测速反馈系数，使指向系统满足如下的性能：1)在阶跃指令r(t)作用下，系统输出的超调量小于或等于10%；2）在斜坡输入作用下，稳态误差较小。
2．物理模型图图（1）3. 系统分析1）首先满足对阶跃输入超调量的要求。
令可得,因为解得代入求出，求出，取，因而，在满足的指标要求下，应选2）满足斜坡输入作用下稳态误差的要求。
令r(t)=Bt,可知其与选择应满足要求，即应有，故有上式表明，的选取应尽可能的大。
在实际系统中，的选取必须受到限制，以使系统工作在先行区。
当时，有，系统对阶跃输入和单位节约扰动的响应中，易看出得到一个很好的系统。
3.1哈勃太空望远镜指向系统的结构框图图（2）简化结构图3.2 系统的信号流图R(s) E(s) Ka3.3 相关函数的计算开环传递函数，K=4.系统稳定性分析4.1 代入参数值假设=100，K1=12，则系统开环传递函数为G(s)=4.2 根轨迹用如下程序将传递函数在MATLAB中表示出来:num=[100]den=[1,12,0]sys=tf(num,den)用MATLAB显示为:用如下程序将传递函数的根轨迹图在MATLAB中表示出来: num=[100]den=[1,12,0]rlocus(num,den)用MATLAB做出的根轨迹如图所示:图（4）根轨迹图由于系统在右半平面没有极点,因此为稳定系统. 4.3 Bode图开环传递函数相角裕度增益裕度仿真程序：num=[100]den=[1,12,0]sys=tf(num,den)[mag,phase,w]=bode(num,den)[gm,pm,wcg,wcp]=margin(mag,phase,w)margin(sys)图（5）Bode图4.4 系统阶跃响应因为求单位阶跃响应要求在闭环条件下,求出闭环传递函数为:闭环传递函数：利用如下程序在MATLAB中对系统绘制单位阶跃响应:num=[100]den=[1,12,100]step(num,den)系统单位阶跃响应如图所示:图（6）5 系统动态性能分析经以上分析可知该系统闭环传递函数为：闭环传递函数：由222()()()2n n nC s s R s s s ωζωωΦ==++， 得n ω=10由此可知该系统为欠阻尼系统。
高性能射电望远镜中的校准问题研究
高性能射电望远镜中的校准问题研究射电望远镜是用于观测和研究宇宙的重要工具。
在高性能射电望远镜中，校准是一个关键的问题。
本文将探讨高性能射电望远镜中的校准问题，并介绍当前的研究进展和应用。
首先，我们需要明确什么是校准。
在射电望远镜中，校准是指对观测设备进行精确的定位和测量，以确保观测结果的准确性和可靠性。
校准的目的是消除仪器的误差并使观测数据更精确。
在高性能射电望远镜中，校准问题主要包括以下几个方面：1. 地球自转：地球的自转会导致射电望远镜的观测目标相对位置的变化。
因此，必须对望远镜进行实时校正，以确保观测结果的准确性。
目前，科学家们在射电望远镜上安装了高精度的陀螺仪和全球定位系统，以实时跟踪地球的自转，并进行校准。
2. 仪器误差：高性能射电望远镜中的仪器误差是校准问题中的一个重要方面。
仪器误差包括天线反射率不均匀、波束形状偏差、射电前端系统的非线性等。
为了减小仪器误差对观测结果的影响，科学家们使用了多种校准方法，如天线校准、波束校准和前端校准等。
3. 天空信号干扰：在射电观测中，来自天空的射电信号往往非常微弱，而地球大气的干扰和电磁干扰会影响观测数据的质量。
因此，科学家们研究并开发了一系列天空信号干扰校准方法，以提高观测数据的信噪比和精度，如干涉仪校准和极化校准等。
在研究高性能射电望远镜中的校准问题时，科学家们采用了多种方法和技术来解决这些问题。
其中一种常用的方法是使用星际物体或大气信号作为参考源进行校准。
通过观测这些参考源并与现有的天文数据库进行比对，可以对观测设备进行校准。
此外，科学家们还在射电望远镜中使用了自适应光学技术和机器学习算法来提高校准的效果。
自适应光学技术可以对望远镜进行实时的形状调整，以最小化大气湍流的影响。
机器学习算法可以通过识别并学习数据中的模式和规律，提高校准的准确性和效率。
在实际应用中，高性能射电望远镜的校准问题不仅影响到天文学研究的精度和可靠性，还对其他相关领域的应用产生重要影响。
测控系统相关问题研究报告
测控系统相关问题研究报告一、引言随着现代工业生产及科研实验的不断发展，测控系统在各个领域发挥着越来越重要的作用。
然而，在实际应用过程中，测控系统存在的问题逐渐凸显，如测量精度不足、控制系统响应滞后等，这些问题严重影响了生产效率及实验结果的准确性。
为了提高我国测控系统的性能，本研究围绕测控系统相关问题展开探讨，旨在提出有效的解决方案，提升测控系统的整体水平。
本研究的重要性主要体现在以下几个方面：一是提高测控系统性能，降低生产成本，提高生产效率；二是为我国测控技术的发展提供理论支持，推动相关产业的技术进步；三是解决实际应用中存在的问题，为企业和科研机构提供技术支持。
在研究问题的提出方面，本研究围绕以下问题展开：测控系统在测量和控制过程中存在哪些主要问题？这些问题产生的原因是什么？如何针对这些问题提出有效的解决策略？本研究的目的在于深入分析测控系统存在的问题，探讨其产生的原因，并提出相应的改进措施。
研究假设为：通过优化测控系统设计、改进测量方法及控制算法，可以有效解决测控系统存在的问题。
研究范围主要限定在工业生产及科研实验中的测控系统，针对不同类型的测控系统进行分类研究。
由于时间和资源限制，本研究可能无法全面覆盖所有测控系统类型，但力求在所研究范围内提供有价值的结论。
本报告将首先概述测控系统的发展背景及重要性，然后详细阐述研究过程、发现、分析及结论，最后提出针对测控系统相关问题的改进建议，以期为我国测控技术的发展提供参考。
二、文献综述在测控系统研究领域，国内外学者已取得了一定的研究成果。
理论框架方面，早期研究主要基于经典控制理论，随着计算机技术和通信技术的发展，现代测控系统逐渐采用智能控制、网络控制等理论框架。
主要发现包括：测量精度与传感器性能、信号处理方法密切相关；控制系统稳定性与控制算法、执行器性能等因素有关。
在测控系统相关问题的研究方面，前人研究主要关注以下几个方面：一是传感器误差分析与校正方法；二是控制算法优化与仿真；三是测控系统在实际应用中的性能评估。
Linux操作系统下射电望远镜控制软件集成开发的设计与实现的开题报告
Linux操作系统下射电望远镜控制软件集成开发的设计与实现的开题报告一、项目背景随着天文学研究的深入，地面射电望远镜的数据处理和控制系统变得越来越重要。
因此，开发一款高效、兼容性好的射电望远镜控制软件是至关重要的。
本项目旨在实现一款基于Linux操作系统的射电望远镜控制软件，能够使用具有潜在高维数据结构的大规模天文学序列数据，将其分段处理，并提供可视化界面进行控制。
具体实现方案如下。
二、项目目标1.实现射电望远镜控制软件基本功能：包括天线控制、信号接收及处理等功能。
2.设计并实现大规模数据处理算法：开发同步并行处理大量数据的程序，将其分成一致大小的数据块，并以并行方式计算每个块的统计数量。
3.提供友好的可视化界面：基于GUI技术设计并实现射电望远镜控制软件的可视化界面，提供简洁、直观的用户交互。
4.稳定性与兼容性：确保软件稳定可靠，在不同的平台上高效工作，并适用于各种不同的天文学研究需求。
三、项目技术方案1. 语言本项目选用Python语言作为主要开发语言，因为Python语言既具有高效、强壮的数据处理能力，又兼具可扩展性和跨平台性。
2. 天线控制在天线控制方面，我们将使用与射电望远镜通信的协议来实现软件天线控制的基本功能。
3. 数据处理本项目中数据的处理十分重要，数据处理的主要目的是将大规模的数据转化为能够进行分析和处理的数据块。
因此，我们将使用比较新的并行软件库，如pyCUDA作为数据处理库，利用并行计算能力，实现数据的高效处理。
4. 可视化界面为了使用户更容易使用软件，我们将使用GUI技术来开发射电望远镜控制软件的可视化界面，提供直观的用户交互，以便观测人员更轻松地操作和控制。
5. 稳定性与兼容性为确保软件稳定可靠，我们将采取一系列测试和优化措施，提高软件的性能和稳定性，同时注重软件的兼容性，以适应各种不同的操作系统和应用环境。
四、预期成果本项目的预期成果包括：1. 基于Linux操作系统的射电望远镜控制软件。
2021-2027年全球及中国射电望远镜行业研究及前瞻分析报告
【报告类型】产业研究【出版时间】即时更新（交付时间约3个工作日）【发布机构】智研瞻产业研究院【报告格式】PDF版核心内容提要市场需求本报告从以下几个角度对射电望远镜行业的市场需求进行分析研究：1、市场规模：通过对过去连续五年中国市场射电望远镜行业消费规模及同比增速的分析，判断射电望远镜行业的市场潜力与成长性，并对未来五年的消费规模增长趋势做出预测。
该部分内容呈现形式为“文字叙述+数据图表（柱状折线图）”。
2、产品结构：从多个角度，对射电望远镜行业的产品进行分类，给出不同种类、不同档次、不同区域、不同应用领域的射电望远镜产品的消费规模及占比，并深入调研各类细分产品的市场容量、需求特征、主要竞争厂商等，有助于客户在整体上把握射电望远镜行业的产品结构及各类细分产品的市场需求。
该部分内容呈现形式为“文字叙述+数据图表（表格、饼状图）”。
3、市场分布：从用户的地域分布和消费能力等因素，来分析射电望远镜行业的市场分布情况，并对消费规模较大的重点区域市场进行深入调研，具体包括该地区的消费规模及占比、需求特征、需求趋势……该部分内容呈现形式为“文字叙述+数据图表（表格、饼状图）”。
4、用户研究：通过对射电望远镜产品的用户群体进行划分，给出不同用户群体对射电望远镜产品的消费规模及占比，同时深入调研各类用户群体购买射电望远镜产品的购买力、价格敏感度、品牌偏好、采购渠道、采购频率等，分析各类用户群体对射电望远镜产品的关注因素以及未满足的需求，并对未来几年各类用户群体对射电望远镜产品的消费规模及增长趋势做出预测，从而有助于射电望远镜厂商把握各类用户群体对射电望远镜产品的需求现状和需求趋势。
该部分内容呈现形式为“文字叙述+数据图表（表格、饼状图）”。
5、竞争格局本报告基于波特五力模型，从射电望远镜行业内现有竞争者的竞争能力、潜在竞争者进入能力、替代品的替代能力、供应商的议价能力以及下游用户的议价能力五个方面来分析射电望远镜行业竞争格局。
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数
10MHz
字 后
pps
端
佳木斯66米射电望远镜系统
开始观测
观测流程示意图
佳木斯66米观测体会
选择/添加观测目标
选 择
添 手动输入（易写错） 加
观
到
测
数
目
无法排序（难定位） 据
标
库
skyvie w
天 可 是 相东 空观否 对 位测过 太 置时天 阳
长顶 位
置
西 存在问题：
天顶
准备时间花费大
射电望远镜 观测控制系统(OCS)调研报告
报告提纲
射电望远镜OCS简
介 射电望远镜OCS现状与发展趋
势 佳木斯66米观测体会
射电望远镜OCS设计实
例
总
射电望远镜OCS发展趋 势
结
射电望远镜OCS简介
望远镜是软硬件相结合构成的复杂系统，观测者不需 要了解所有过程，只需简单设置即可进行观测。
数据存储、预 处理等；
望远镜系统层次结构
气象信息等；
Wang et
射电望远镜OCS简介
一种OCS概念设计示意图
主要功能:
本地/远程观测 控制界面 观测模式命令解析 数据归档 状态监控 报警处理 日志管理 ……
OCS系统:
望远镜的抽象管理环 境，并按需求协调硬件产 生科学数据，方便用户的 操作。
已准备将该系统移植到 其他望远镜；
发展趋势（OCS）：
提升到专业的系统层次 集成射电观测所有功能，可根据需求定制 集成可扩展接口，便于添加新模块 不依赖某个望远镜的通用系统
总结
射电望远镜OCS是连接用户 与望远镜的系统中枢；
通常根据最初需求和条件设 计的OCS模块，不利于观测 手段的升级扩展等；
……
气象
控制台
指向观测目标
各子系统的初始化（部分功能）
初始化流程示意图
佳木斯66米观测体会
根据需求进行观测
频
3C源十字扫
率
描 依靠控制台提供的位
强 度
置偏移功能进行扫描。
时间
不 同
的
EL
十
字
扫
描
AZ
结
3C28
果
6
佳木斯66米观测体会
根据需求进行观测
指向标校观测
对望远镜不同方位俯仰位置的射电源进行十字扫描， 建立射电望远镜指向模型。
存在问题： 如何添加如此多的源 如何保证正确扫描 如何控制源的扫描顺序 气象数据、数据记录等 记录情况 对人耐心、生理的考验
佳木斯66米观测体会
根据需求进行观测
地面辐射监测
不同俯仰，每隔几度进行360度扫描； 不同方位，每隔几度进行天顶与地面间的扫描；
存在问题：
天线控制计算机上开展
且不能满足不同的观测
观测
需求，自动化程度低；
数字 后端
控制
各子系统的建立只是望 远镜运行的基础;
气象
射电望远镜系统示意图
良好的统一管理环境 （OCS）是望远镜迈入 实用性的重要一步；
射电望远镜OCS设计实例
在系统设计中，OCS往往被忽视，没有提升到系统层 次，扩展性和可移植性差，功能相对简单。
Hardware Level
TC S
OC S
Local Control Level
Hardware Level
韩国21米射电望远镜系统
Smith et
OC S
新疆25米射电望远镜系统
胡悦等，天文研究与技术，
射电望远镜OCS设计实例
美国GBT110X100米 OCS系统
功能模块： 控制模块； 消息/警告模块； 监控模块； 数据模块；
根据需求进行观测
目标跟踪
射电源东升西落，每颗源的可观测时间会有很 大 差别。在进行连续观测时，需要合理安排计划。
存在问题： 无脚本观测能力，需要 人工切换 控制台不对目标过低、 卷绕问题进行安全保护
佳木斯66米观测体会
天线
小结：
控制
因为人的经验、耐力等
原因产生不同问题，而
设备 控制
手动设置起止位置
手写记录观测坐标
不
不 安全隐患
同
同 对人精力的考验
俯
方
仰
位
佳木斯66米观测体会
根据需求进行观测
区域扫描
对某一天区进行扫描，记录每个点的流量。
存在问题： 需开发区域扫描程序 控制台与后端无通信 数据连续记录 位置信息与数据信息 需进行人工合并
佳木斯66米观测体会
射电源表
天线状态
线
控 OC 目标跟踪
观 测
副面随动 电流
其它等
制 计
S
算
机
位置偏移 天线位置 总功率值
控 制 台
TC
S S/X系
设
设备加电 备
统
增益设置
控 制
信道选择 计
其它等
算 机
选择/添加观测目标
设备初始化
扫 指目区地其 描 向标域面它 3 标跟扫辐模 C 准踪描射式 源
EN V气象计算机
左右旋
设计特点： 层级结构及模块 化设计方案； 对事件进行了必 要的抽象； 对不同需求的集 成程度低；
Mark, GBT
射电望远镜OCS发展趋势
OC S
Subsyst em
意大利Sardinia 64米 OCS系统
OCS与子系统清晰划 界，抽象彻底；
采用模块化与泛型接口， 方便移植；
通用的OCS成为发展趋势，既节约望远镜建设或升 级成本，也节省观测者熟悉观测环境的时间；
射电望远镜OCS上升到更高的层次是发展的必然， 具备易操作、易扩展、易维护、易移植等特点；
谢谢！
主反射面 副反射面
馈源和接收机
数字后端采集数据
单
天支 线架
望
远
镜
框
方位俯仰ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
架
驱动
示
意
图
控制
系统
观测室
放大 与
混频
数据 显示
射电望远镜-引
论
射电望远镜OCS简介
系统常划分为五层，其中观测控制系统(OCS)连接 用户与各子系统，是整个系统的中枢。
用户 观测控制
子系统
方位俯仰，主 副面，换馈等；
信道、监控、 参数设置等；
无保护措施
对人的依赖性，
容易出错
佳木斯66米观测体会
设备初始化 (依赖观测经验，难排错)
天线 控制
信号增益 设备 信道选择 控制
左右旋
10M HPz P
S
数字 后端
设备控制
数字后端 控制台
天线控制
相应设备加电 信道选择 信号增益
…… … 手动填写参数
检查信号异常
副面随动 标校控制 数据记录
Wang et
报告提纲
射电望远镜OCS简
介 射电望远镜OCS现状与发展趋
势 佳木斯66米观测体会
射电望远镜OCS设计实
例
总
射电望远镜OCS发展趋 势
结
佳木斯66米观测体会
OCS连接用户与望远镜，既要满足观测需求，又要 为观测提供便利，其关乎需求、效率与安全等方面。
跟踪功能 天