FAST反射面支承结构整体索网分析
m球反射面射电望远镜FAST
3、执行器
射电望远镜主动反射面控制系统中的执行器主要包括液压装置、电动装置和气 动装置等。这些执行器能够根据控制器的指令对反射面进行精确的调整，以保 证望远镜的观测精度。
三、射电望远镜主动反射面控制 技术的优势
射电望远镜主动反射面控制技术具有以下优势：
1、提高观测精度：通过对反射面的精确调整，能够有效地提高射电望远镜的 观测精度。
m球反射面射电望远镜FAST
目录
01 一、FAST的构造与原 理
02 二、FAST的特点
03 三、FAST的科学价值
04 四、FAST的社会价值
05 五、未来展望
06 参考内容
标题：500米球反射面射电望远镜FAST：探索宇宙的巨眼
FAST，全名为"500米球反射面射电望远镜"，是中国自主研发的全球最大单口 径射电望远镜。它像一只巨大的"天眼"，用其强大的观测能力，帮助人类探索 未知的宇宙。
一、FAST的构造与原理
FAST由钢构支撑的铝制球面反射面、馈源舱和接收机等主要部分构成。球面反 射面呈球形，半径为500米，这是世界上最大的单口径射电望远镜。馈源舱是 一个可移动的舱体，装有无线接收器和精准指向装置，负责收集球面反射面反 射回来的射电波，并将射电波指向需要观测的天区。接收机则是处理和分析射 电波的设备，把微弱的射电波转化为数据，供科学家们研究。
二、FAST的特点
1、巨型球面反射面：FAST的球面反射面使其具有更大的观测面积和更高的灵 敏度，可以捕捉到更远、更微弱的射电信号。
2、可移动馈源舱：馈源舱的可移动性使其能随时调整方向，对不同天区进行 观测。
3、高精度指向技术：馈源舱的指向装置采用了先进的航天技术，能将射电波 精确地指向目标天区。
FAST反射面支承结构的索网疲劳性能研究_丁磊
拉伸或放松下拉索实现望远镜主动反射面索网的变 位驱动。其工作实质是一种特殊、长期的往复疲劳荷 载，带来了主 索 网 结 构 拉 索 的 疲 劳 问 题。 因 此，结 构 在长期变位下索的疲劳寿命是决定 FAST 主动反射面 整体支承结构能否成功建造的关键之一。
图 1 FAST 总体方案示意图
通过前期国家天文台以及其合作单位的研究［3］， 最终确定 FAST 主动反射面整体支承结构采用短程线 型的索网结构，主要包括： 背架、主索网、下拉索以及 周边支承结构。如图 2 所示。FAST 通过控制促动器
图 8 主索网应力图（ Pa）
4 索网疲劳分析 中国科学院国家天文台根据 FAST 的天文观测
轨，生成了抛物面中心点（ 以下称为轨迹点） 随时间变 化的坐标值数组。轨迹点按 30 年和 70% 的观测效率 生成，总共观察次数 228715 次，轨迹点 3410008 个。
理论上每次轨迹点对应一个主动工作抛物面变 位，索网的疲劳统计分析要进行 341 万次的主动变位 计算，并且要存 储 下 每 次 计 算 结 果 以 进 行 分 析 ，如 此 庞大的计算量以及存储量是难以实现的。
从图 7，8 可 以 看 出，主 索 网 节 点 径 向 变 形 为 － 473mm ～ 471mm，而 按 照 标 准 抛 物 面 的 解 析 值 为 － 473mm ～ 473． 2mm。最小变形值的误差为 0，满足 了迭代要求。经过主动工作抛物面变位后，主索网应 力范围为 127MPa ～ 652MPa。保证了主索网拉索有足
第 43 卷 增刊
丁 磊，等． FAST 反射面支承结构的索网疲劳性能研究
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一般索网结构的找形方法有很多，如力密度法、 能量法、动力 松 弛 法、非 线 性 有 限 元 法 等。 而 本 文 考 虑到 FAST 特有的状态———主动变位工作态，在主动 变位工作态下促动器给予下拉索一强迫位移，下拉索 牵引着主索网节点，使得主索网节点落到指定工作抛 物面上。利用这个思想，同样可以利用下拉索促动器 把主索网节点调节到基准球面上，从而达到基准球面 找形的目的，即主动球面变位找形方法。其计算步骤 如下：
长期主动变位下FAST索网支承结构疲劳寿命分析
球面变位至 抛 物 面，即 调 节 照 射 范 围 内 的 促 动 器 将 照射范围内的主索网节点从基准球面调整至指定抛 物面位置，同时为克服地球自转影响进行跟踪观测， 抛物面在基准球面上自西向东移动（ 实际地球南北 轴有一定倾斜角度，并不是严格自西向东直线移动， 为简化 计 算 程 序，文 中 未 考 虑 由 此 产 生 的 角 度 误 差） ，直至无法跟踪观测（ 图 2） 。跟踪过程即为跟随 所观测天体的运动连续地将对应照射区域内的主索 节点实时调 整 至 指 定 抛 物 面 位 置，而 抛 物 面 外 的 主 索节点则恢复至基准态（ 实为对应控制下拉索的促 动器恢复至基准态） 。
FAST主动反射面支承结构理论与试验研究共3篇
FAST主动反射面支承结构理论与试验研究共3篇FAST主动反射面支承结构理论与试验研究1FAST主动反射面支承结构理论与试验研究Fast是世界上最大的单口径射电望远镜，其直径为500米，位于贵州省遵义市平塘县观星台。
Fast的反射面由近3万块瓦片拼接而成，其精度要求高达毫米级别。
而反射面的支承结构则直接影响其精度和性能。
本文将介绍Fast反射面支承结构的设计理论和试验研究成果。
一、Fast反射面支承结构的设计理论Fast反射面的支承结构采用了双环形支承。
整个反射面被分成了116个支承单元，每个单元有一个由24个沿直线排布的支持点组成的圆环形结构，其中12个支持点在一条带上，另外12个支持点在另一条带上。
这两条带组成了双环形支承。
整个反射面的支架固定在望远镜主体上，通过电机和传感器来调整反射面的形状。
Fast反射面的支承结构设计理论中需要解决的问题包括：支承结构的刚度和稳定性、瓦片振动引起的问题等。
为此，研究人员进行了大量的仿真计算和试验研究，并在理论计算的基础上，不断优化设计方案。
二、Fast反射面支承结构的试验研究Fast反射面的支承结构的试验研究主要分为以下几个方面：1.支承结构的刚度与稳定性为保证Fast反射面的精度和稳定性，其支承结构需要具有较高的刚度和稳定性。
因此，在设计和制造支承结构的过程中，研究人员在每个支持点上安装了应变仪和加速度计等传感器，用以监测支承结构的刚度和稳定性。
同时，研究人员还进行了大量的各向同性和各向异性的静态和动态试验，以验证Fast反射面的支承结构的刚度和稳定性是否满足要求。
2.磁悬浮调整技术的应用为了使Fast反射面的支承结构具备更高的精度和稳定性，研究人员采用了一种新的磁悬浮调整技术。
该技术能够通过磁场对支承结构进行微调。
通过对磁场的控制，可以使支承结构的角度和位置达到高精度的调整，从而提高整个望远镜的精度和性能。
3.瓦片振动引起的问题由于Fast反射面的瓦片拼接较多，其自然频率较低，容易受到环境振动和望远镜自身振动的影响，引起反射面的振动。
《FAST的建设和使用,对中国天文学有何重要意义》阅读练习及答案
阅读下面三则材料，完成各题材料一2016年9月25日，被誉为“中国天眼”的世界最大单口径射电望远镜——500米口径球面射电望远镜(简称FAST)在贵州省平塘县克度镇的洼坑中落成启用。
不同于其他观测宇宙天体的望远镜，射电望远镜接收的是肉眼看不到的射电波。
虽然近年我国已建成5座口径从25米到65米不等的射电望远镜，但是，与美国的305米口径和德国100米口径射电望远镜相比，我们的观测能力还非常有限。
FAST拥有30个足球场大的接收面积，探测异常灵敏。
与世界上最先进的望远镜相比，其综合观测能力提高了约10倍，将在未来10到20年保持世界领先地位。
它是中国自主创新的世界上最大的天文望远镜，为我国天文学跻身世界一流创造了条件。
FAST可以观测到更暗弱的天体和天体现象，通过观测到的现象来分析它的物理本质，分析宇宙起源，宇宙演化和未来。
这也意味着，FAST建成之后，我国可以正式收听来自太空深处的无线电波，探秘宇宙变迁、地外新星和生命体。
不过，从某一点看宇宙，视野有限，望远镜要形成阵列才能发挥更强威力。
FAST将和我国其他5座射电望远镜组成“天眼”群，从而更好地获取天体超精细结构。
摘编自《全球最大500米口径球面射电望远镜FAST今天正式启用》央广网2016年09月25日材料二FAST的建成使用同时意味着中国天文学也有自主知识产权。
数千块单元组成的球面主动反射面技术是由南仁东主导的FAST最大创新点之一，FAST的反射面要进行大范围的运动，每一个单元反射面的作用是要将球面改成抛物面，通过主动的变形实现对天体跟踪式的观测。
与传统射电望远镜采用独立分块反射面单元技术不同，FAST主动反射面的主要支撑结构采用了创新性的索网技术。
但索网的制造和安装难度都很大，尤其是钢索结构超高疲劳性能的要求非常高。
FAST 对钢索结构的性能要求远超国内外相关领域的规范，因此没有任何企业能够提供相关产品，南仁东等人只能将方向转向钢索的研制中。
FAST
科学目标 1、FAST有能力将中性氢观测延伸至宇宙边缘，重现宇宙早期图像。 2、能用一年时间发现数千颗脉冲星，建立 脉冲星计时阵，参与未来脉 冲星自主导航和引力波探测。 3、主导国际甚长基线干涉测量网，获得天体 超精细结构。 4、进行高分辨率微波巡视，检测微弱空间信号。 5、参与地外文明搜寻。 6、参与子午链工程，提高非相干散射雷达双机系统性能。 7、将深空通讯能力延伸至太阳系外缘行星，将卫星数据接收能力提高 100倍。 应用目标 1、空间飞行器的测控与通讯 2、脉冲星计时阵和自主导航 3、非相干散射雷达接收系统 4、高分辨率微波巡视
FAST简介
FAST是世界最大射电望远镜FAST的天线口径为500米，国 际上最大的单口径望远镜，与号称“地面最大的机器” 德国波恩100米望远镜相比，其灵敏度提高约10倍。如 果天体在宇宙空间均匀分布，FAST可观测目标的数目将 增加约30倍。与美国Arecibo 300米望远镜相比，FAST 灵敏度高2.25倍，而且Arecibo 20°天顶角的工作极限， 限制了观测天区，特别是限制联网观测能力。可以预测 FAST将在未来20－30年保持世界一流设备的地位，并将 吸引国内外一流人才和前沿科研课题，成为国际天文学 术交流中心。它借助天然圆形溶岩坑建造。FAST的反射 镜边框是1500米长的环形钢梁，而钢索则依托钢梁，悬 垂交错，呈现出球形网状结构。FAST的反射面总面积约 25万平方米，用于汇聚无线电波、供馈源接（radio telescope）是 指观测和研究来自天体的射电波的基 本设备，可以测量天体射电的强度、 频谱及偏振等量。包括收集射电波的 定向天线，放大射电信号的高灵敏度 接收机，信息记录﹑处理和显示系统 等。2012年10月28日，亚洲最大的全 方位可转动射电望远镜在上海天文台 正式落成。这台射电望远镜的综合性 能排名亚洲第一、世界第四，能够观 测100亿光年以外的天体，将参与我 国探月工程及各项深空探测。
fast主动反射面题目讲解
fast主动反射面题目讲解FAST主动反射面题目讲解FAST，全称为500米口径球面射电望远镜，是我国自主研发的全球最大单口径射电望远镜。
它由主动反射面、信号接收系统（馈源舱）以及相关的控制、测量和支承系统组成。
其中，主动反射面系统是其核心部分，能够实现球面形状的调节，以适应观测不同天体的需求。
首先，让我们简要了解主动反射面的构造和工作原理。
主动反射面是由主索网、反射面板、下拉索、促动器及支承结构等主要部件构成的。
主索网采用柔性主索按照短程线三角网格方式构成，用于支承反射面板（含背架结构）。
每个三角网格上安装一块反射面板，整个索网固定在周边支承结构上。
每个主索节点连接一根下拉索，下拉索下端与固定在地表的促动器连接，实现对主索网的形态控制。
反射面板间有一定缝隙，确保反射面板在变位时不会被挤压、拉扯而变形。
接下来，我们针对FAST主动反射面的题目进行详细讲解。
题目中提到，基准态时上赞点（顶）的坐标已经给出，并保存在“”文件中。
我们需要根据给定的促动器下赞点（换铺点）坐标，建立模型解决以下问题：1. 节点的坐标和编号：我们需要根据已知的上赞点坐标和下赞点坐标，确定节点的位置和编号。
这需要我们利用数学模型和算法，对主索网的结构进行分析和计算，得出每个节点的准确坐标和编号。
2. 调节反射面形状：题目要求在特定状态下，将反射面的形状调节为一个300米口径的近似旋转抛物面。
这需要我们根据已知的上赞点和下赞点坐标，以及主索网的几何特性，建立数学模型，通过算法计算出每个下拉索的长度变化量，进而实现对反射面形状的调节。
3. 控制系统的设计：为了实现反射面的动态调节，我们需要设计一套控制系统。
该系统需要能够实时接收馈源舱的信号，并根据反射面的当前状态和观测目标的位置，计算出每个促动器的动作量，进而实现对反射面的精确控制。
综上所述，FAST主动反射面题目的核心在于建立数学模型和算法，实现对主索网节点的定位、反射面形状的调节和控制系统的设计。
FAST主反射面节点运动控制算法
FAST主反射面节点运动控制算法孙纯;朱丽春;于东俊【摘要】500 m口径球面射电望远镜FAST的创新技术之一是主动反射面.2 300个控制反射面运动的控制器在收到上位机发送的观测指令后,通过规划算法计算节点的目标长度,驱动电机运动.电机带动促动器丝杠伸缩,使得在照明口径内反射面由球面变成抛物面,实现反射面整网控制.对节点运动速率算法进行了优化,优化目标为在满足控制精度的前提下,选取适当的控制周期,使得电机的启停次数最少,减小电机磨损.为FAST主反射面控制选择何种电机提供参考.%The active reflector is one of innovation on five hundred meter aperture spherical telescope-FAST. 2300 controllers control movement of the reflector. When controllers receive observed commands from PC, target length of node is calculated through the planning algorithm. Controller actuates the motor, it makes lead screw elongation or contraction so that the reflector from sphere into paraboloid within the illumination area, achieves whole network control. Node motor velocity and control algorithm are optimized. The optimized target is under the control accuracy, select the appropriate control period, reduce start number of motor, and thereby reduce motor wear. A available method on selecting motor type for the FAST will be provided.【期刊名称】《科学技术与工程》【年(卷),期】2012(012)003【总页数】5页(P489-493)【关键词】FAST;控制器;控制算法;电机速率;电机启停次数【作者】孙纯;朱丽春;于东俊【作者单位】贵州大学理学院,贵阳550025;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】P111.44500 m口径球反射面射电望远镜——Five-hundred-meter aperture spherical telescope(FAST)将是世界上最大的单口径射电望远镜。
FAST反射面支承结构的索网和钢索疲劳性能研究的开题报告
FAST反射面支承结构的索网和钢索疲劳性能研究的开题报告一、研究背景和意义：FAST（五百米口径球面射电望远镜）是世界上最大的单口径全动态天线，其反射面直径为500米。
FAST的反射面支承结构采用了索网和钢索的组合结构，这种支承结构具有重量轻、刚度高等特点，但同时也面临着疲劳性能的问题，而这是影响反射面使用寿命的主要因素之一。
因此，对FAST的索网和钢索疲劳性能进行研究，将对保证FAST的长期运行具有十分重要的意义。
二、研究内容和目标：本课题的研究内容主要包括：1. 确定FAST反射面索网和钢索的材料和性能参数。
2. 研究FAST反射面索网和钢索的疲劳特性。
3. 基于疲劳特性研究FAST反射面索网和钢索的使用寿命。
本课题的目标是通过对FAST反射面索网和钢索材料和性能参数的研究以及对其疲劳特性的分析，为保证FAST的长期运行提供可靠的技术支持。
三、研究方法和技术路线：1. 确定FAST反射面索网和钢索的材料和性能参数：通过对FAST反射面的设计方案和技术要求的分析，结合相关文献资料，确定索网和钢索的材料和性能参数。
2. 研究FAST反射面索网和钢索的疲劳特性：采用有限元数值模拟方法，建立索网和钢索的几何模型，结合材料力学理论，对其疲劳性能进行分析。
3. 基于疲劳特性研究FAST反射面索网和钢索的使用寿命：通过对索网和钢索的疲劳损伤程度的分析，估算其使用寿命。
四、预期成果：1. 确定FAST反射面索网和钢索的材料和性能参数。
2. 研究FAST反射面索网和钢索的疲劳特性，预测索网和钢索的寿命，为FAST长期运行提供技术支持。
3. 编撰研究报告和论文，发表有关学术论文。
大射电望远镜反射面全球面张拉索网体系静力分析
应力分布已 知； 初始状态形状已 知， 索 结构预
万方数据
Ｓ ｔ ｒ ｕ ｃ ｔ ｕ ｒ ａ ｌ Ｅ ｎ ｇ ｉ ｎ ｅ ｅ ｒ ｓ ２ ０ ０ ４ ； （ ２ ）
・ 结构分析・
应力 分布未知。目 前用于索网 结构的找 形方
长 度及预应力模态， 使得结构初始状态几何 参 数尽可能地满足设计规定值， 且索单元内 力在反射面模拟抛物面的时变过程中， 既不
松弛也不出现永久变形或拉断。由于 Ｆ Ａ Ｓ Ｔ
反 射面结构工作状态下特殊的天文精度要 求， 加之其结构体系十分庞大， 使得该结构初 始状态的变形控制成为结构设计中的技术难 点和 重点以及控制因素。
ｐ ｒ ｅ ｃ ｉ ｓ ｉ ｏ ｎ ｏ ｆ Ｆ Ａ Ｓ Ｔ ｒ ｅ ｆ ｌ ｅ ｃ ｔ ｏ ｒ ． Ｔ ａ ｋ ｉ ｎ ｇ ａ ｃ ｃ ｏ ｕ ｎ ｔ ｔ ｈ ｅ ｇ ｅ ｏ ｍ ｅ ｔ ｒ ｉ ｃ ｎ ｏ ｎ ｌ ｉ ｎ ｅ ａ ｒ ｉ ｔ ｙ ， ｎ ｏ ｎ ｌ ｉ ｎ ｅ ａ ｒ ｆ ｉ ｎ ｉ ｔ ｅ
３ 全球面张拉索网的找形分析
３ ． １预应力索网的分析技术和Ｆ Ａ Ｓ ７ ， 反射
面索网找的形特点 索网结构的分析方法与刚性结构不同， 刚性结构的 分析计算是在已知结构位形的基
础上 进行的， 而 柔性索网 结构， 首先需要施加 一 定的 预 应力使其具有一定的刚度， 才能成 为承 受外荷的结 构， 且在给 定的 边界条件下， 所施加预 应力的 分布和大小与 所形成的结构 初始形状密切相关［ ４ － ６ ｉ 因此， 在结构承载 分析之前， 必须确定最为合理的预应力系统 及相应的初始结构形状。索网结构的 形状确
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。
FAST主动反射面支承结构理论与试验研究
2、安全性：对支承结构进行了安全系数分析，结果显示其具有较高的安全 性能。
3、经济性：与传统的支架式和悬索式支承结构方案相比，该整体索网方案 具有较低的成本和较高的经济效益。结论
感谢观看
理论分析
FAST主动反射面支承结构理论主要基于弹性力学、结构动力学、控制理论等 多学科的融合。通过对支承结构进行弹性力学分析，可以得到其在不同载荷条件 下的变形特征与应力分布；结构动力学研究则支承结构在动态环境下的响应特性， 如其固有频率、阻尼比等；控制理论则提供了对支承结构进行精确调控的方法与 策略。
实验设计
为验证FAST主动反射面支承结构理论的正确性，我们设计了一套实验系统。 该系统包括：高精度测量仪器、数据采集与分析系统、控制系统等。实验过程中， 首先利用高精度测量仪器对支承结构的各项性能指标进行测量，然后通过数据采 集与分析系统进行数据的实时采集与分析，最后利用控制系统实现对支承结构的 精确调控。
FAST主动反射面支承结构理论 与试验研究
01 摘要
03 背景
目录
02 引言 04 相关研究
目录
05 理论分析
07 数据分析与结果讨论
06 实验设计 08 参考内容
摘要
本次演示主要研究了FAST主动反射面支承结构理论及其试验验证。通过对 FAST主动反射面支承结构的工作原理进行分析，建立了相应的理论模型，并进行 了实验设计与试验验证。结果表明，FAST主动反射面支承结构在提高雷达性能方 面具有重要意义，为相关领域的研究提供了有价值的参考。
背景
FAST作为全球最大的单口径射电望远镜，其性能的优化提升对于射电天文学 的发展具有重要意义。反射面支承结构作为FAST的关键组成部分，对其性能的影 响不容忽视。随着科学技术的发展，主动反射面支承结构逐渐应用于FAST中，提 高了其性能与稳定性。
2021 年高教社杯全国大学生数学建模竞赛题目-A
2021年高教社杯全国大学生数学建模竞赛题目（请先阅读“全国大学生数学建模竞赛论文格式规范”）A题“FAST”主动反射面的形状调节中国天眼——500米口径球面射电望远镜（Five-hundred-meter Aperture Spherical radio Telescope，简称FAST），是我国具有自主知识产权的目前世界上单口径最大、灵敏度最高的射电望远镜。
它的落成启用，对我国在科学前沿实现重大原创突破、加快创新驱动发展具有重要意义。
FAST由主动反射面、信号接收系统（馈源舱）以及相关的控制、测量和支承系统组成（如图1所示），其中主动反射面系统是由主索网、反射面板、下拉索、促动器及支承结构等主要部件构成的一个可调节球面。
主索网由柔性主索按照短程线三角网格方式构成，用于支承反射面板（含背架结构），每个三角网格上安装一块反射面板，整个索网固定在周边支承结构上。
每个主索节点连接一根下拉索，下拉索下端与固定在地表的促动器连接，实现对主索网的形态控制。
反射面板间有一定缝隙，能够确保反射面板在变位时不会被挤压、拉扯而变形。
索网整体结构、反射面板及其连接示意图见图2和图3。
图1 FAST三维示意图图2 整体索网结构(a) (b)图3 反射面板、主索网结构及其连接示意图主动反射面可分为两个状态：基准态和工作态。
基准态时反射面为半径约300米、口径为500米的球面（基准球面）；工作态时反射面的形状被调节为一个300米口径的近似旋转抛物面（工作抛物面）。
图4是FAST在观测时的剖面示意图，C点是基准球面的球心，馈源舱接收平面的中心只能在与基准球面同心的一个球面（焦面）上移动，两同心球面的半径差为F=0.466R （其中R为基准球面半径，称F/R为焦径比）。
馈源舱接收信号的有效区域为直径1米的中心圆盘。
当FAST观测某个方向的天体目标S时，馈源舱接收平面的中心被移动到直线SC与焦面的交点P处，调节基准球面上的部分反射面板形成以直线SC为对称轴、以P为焦点的近似旋转抛物面，从而将来自目标天体的平行电磁波反射汇聚到馈源舱的有效区域。
FAST国家天文台
2014年在贵州省平塘县克度镇一片名叫大窝凼的喀斯特洼地中，将架起能够探寻和接受可能存在“地外文明”信息的，目前世界上最大单口径射电天文望远镜—500米口径球面射电望远镜。
500米口径球面射电望远镜（Five hundred meters Aperture Spherical Telescope，简称FAST）是国家科教领导小组审议确定的国家九大科技基础设施之一，此项目将采用中国科学家独创设计，利用贵州独特喀斯特地形条件和极端安静的电波环境，建造一个500米口径球面射电天文望远镜。
500米口径的反射面由约1800个15米的六边形球面单元拼合而成,索网则是支承反射面单元的结构，可通过控制下拉索使索网主体结构从球面变形到抛物面，以实现反射面的主动变形。
按照短程线型网格划分方式编织成500m口径球面主索网，将主索网四周连接于周边支承圈梁结构上，每个主索网节点连接下拉索使其作为稳定索和控制索，下拉索下端再与促动器连接，通过控制促动器实现反射面基准态的成形和工作态的变位，这种由主索网、下拉索、促动器及周边支承结构共同构成的结构称为主动反射面索网结构。
整体效果如图1。
图1 FAST整体效果图FAST射电望远镜采用整体索网结构作为反射面的支承机构。
大型的射电望远镜有6千多根主索及2千多个节点和下拉索，对工程用拉索有很高的性能要求。
FAST索网结构是整个体系的支承和角度调整机构，是整个项目的“生命线”，在工作阶段一直处于变幅、不等应力水平的往复荷载作用，拉索的应力松弛、变形，疲劳都会对整个FAST结构产生影响，其外在反映最突出的表现就是，拉索索力重新分配并导致反射面形态发生变化，影响FAST整体性能稳定。
尤其在建成之后的数年时间内，其变化情况更为显著。
基于国家需要建设大口径的国家天文望远镜项目，我公司提出了本项目的实施，并成立了专门的技术攻关小组，对“FAST超大型索网系统研制及施工工法”进行立项研究，以研制出满足FAST工程需要的产品。
FAST反射面支承结构整体索网分析
FAST反射面支承结构整体索网分析
钱宏亮;范峰;沈世钊;王启明
【期刊名称】《哈尔滨工业大学学报》
【年(卷),期】2005(037)006
【摘要】采用整体索网作为大射电望远镜(FAST)反射面的支承结构,网格划分形式为短程线型.通过对整体索网的初始预应力态的分析、工作状态的动态模拟以及结构的受荷分析,发现结构的拟合精度均能满足FAST电性能的要求,论证了整体索网结构作为FAST反射面支承结构的可行性.
【总页数】3页(P750-752)
【作者】钱宏亮;范峰;沈世钊;王启明
【作者单位】哈尔滨工业大学,土木工程学院,黑龙江,哈尔滨,150090;哈尔滨工业大学,土木工程学院,黑龙江,哈尔滨,150090;哈尔滨工业大学,土木工程学院,黑龙江,哈尔滨,150090;中国科学院国家天文台,北京,100012
【正文语种】中文
【中图分类】TU391
【相关文献】
1.FAST 主动反射面索网结构参数变化对索力的影响分析 [J], 孔旭;姜鹏;王启明
2.国家天文台FAST反射面支撑索网安装环向缆吊支腿设计与应用 [J], 莫德荣;张国强;罗宾;沈理;
3.FAST反射面单元在索网变位中的碰撞分析 [J], 李建玲; 彭勃; 李辉; 李庆伟; 沈宇洲; 姜鹏; 罗斌
4.大射电望远镜FAST整体变形索网反射面仿真研究 [J], 路英杰;任革学
5.FAST反射面索网支承结构误差敏感性分析和多误差耦合分析 [J], 沈宇洲;罗斌;谢国瑞;郭正兴;姜鹏
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FAST主动反射面结构理论与试验研究
FAST主动反射面结构理论与试验研究一、概述随着射电天文学的发展，射电望远镜作为观测宇宙的重要手段，其性能的提升一直是研究的热点。
在众多射电望远镜中，FAST （Fivehundredmeter Aperture Spherical Telescope，五百米口径球面射电望远镜）以其独特的主动反射面结构，引领了新一代射电望远镜的技术革新。
FAST主动反射面结构理论与试验研究的开展，不仅对于提高我国在天文学领域的科研水平具有重大意义，也为全球射电望远镜技术的发展做出了重要贡献。
主动反射面结构是FAST射电望远镜的核心技术之一，它通过一系列精确的主动控制机构和先进的材料技术，实现了对反射面形状的高精度调整。
这种技术不仅提高了望远镜的观测精度和灵敏度，还大大扩展了其观测范围和观测效率。
本文旨在对FAST主动反射面结构理论进行深入研究，并通过对实际工程应用的案例分析，探讨其在实际运行中的性能表现。
文章首先介绍了FAST主动反射面结构的基本原理和设计思想，然后详细阐述了其关键技术及其实现方法，包括主动控制机构的设计与优化、高精度测量与校准技术、以及材料选择与加工工艺等。
在此基础上，文章还结合试验结果，对主动反射面结构的性能进行了全面评估，并对其在实际应用中的前景进行了展望。
本文的研究对于深入理解FAST主动反射面结构的工作原理和实现方法具有重要意义，同时也为其他大型射电望远镜的设计和建造提供了有益的参考和借鉴。
1. 介绍FAST（Fivehundredmeter Aperture Spherical Telescope）望远镜的背景与意义随着人类对宇宙探索的不断深入，射电望远镜作为观测宇宙的重要手段，其性能和技术水平直接决定了人类对宇宙的认知深度。
FAST （Fivehundredmeter Aperture Spherical Telescope），即五百米口径球面射电望远镜，是中国自主研发、建设的世界最大单口径射电望远镜。
FAST反射面支承索网的优化设计与安装技术研究的开题报告
FAST反射面支承索网的优化设计与安装技术研究的
开题报告
一、选题背景
随着城市建设的不断发展和经济的快速发展，城市中心区域高层建筑、公路、大桥、码头、隧道等的建设越来越多，这些工程对抗风性能有了更高的要求。
在这些工程中，反射面支承索网被广泛应用在建筑物楼顶、墙面、屋面等风载荷高的区域上。
而高强度的支承索网对于工程的安全性、可持续性和经济性都具有重要意义。
因此，在设计和安装反射面支承索网时，需要进行充分的优化设计和技术研究。
二、研究内容
本次研究的主要内容包括反射面支承索网的优化设计和安装技术两个方面。
1. 反射面支承索网的优化设计
（1）反射面支承索网的拓扑结构与参数优化设计。
（2）反射面支承索网的材料力学性能分析与模拟。
（3）反射面支承索网的优化设计模拟与计算分析。
2. 反射面支承索网的安装技术
（1）反射面支承索网的安全性与稳定性考虑。
（2）反射面支承索网的悬挂方式研究。
（3）现场安装操作规范与安全保障技术措施的研究。
三、研究意义
本次研究的成果将对反射面支承索网的优化设计和安装技术进行深入研究，为工程实际应用提供技术支持和保障，促进该领域的发展和进步。
1.对工程实际应用具有指导意义和价值。
2.对反射面支承索网的可持续发展具有推动作用。
3.对提高城市高层建筑的安全性与经济性有着重要意义。
四、研究方法
本次研究将采用综合研究的方法，包括理论分析、实验模拟、数值模拟等方法进行研究。
五、预期成果
本次研究的预期成果包括反射面支承索网的优化设计方案、反射面支承索网的安装技术指南及相关技术标准规范等。