地平式自动望远镜控制系统及光子计数型光度计研制

发布时间：2023-04-10 21:06

　　天文选址是一项非常重要的工作。过去,野外选址需要携带的仪器繁多而且笨重,给选址工作带来很大的不便。为给将来选址及野外临时观测提供更好条件,云台光电实验室研制了160mm口径地平式便携自动望远镜(下文简称YNPT)和基于光电倍增管的光子计数型野外光电测光系统。 本文首先叙述了便携式自动望远镜的原理和基本设计思想。并讨论了便携式自动望远镜特有的支架倾斜误差的校正问题。然后专门介绍伺服控制系统的设计。YNPT望远镜采用直流电机数字位置PID伺服控制,设计指向精度5’。紧接着简要叙述望远镜上位机硬件设计和软件开发。详细讨论了基于ARM微控制器的嵌入式系统方案。 文章最后,详述了基于光电倍增管的光子计数器型光度计原理、设计和调试。并通过该系统实地测量了夜天光背景。 全文总结了本人攻读硕士期间在便携式天文仪器开发方面所做的工作。整个系统涉及嵌入式控制、伺服控制、光电探测、嵌入式操作系统等技术。

【文章页数】：88 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
前言
第1章 建造便携式自动望远镜
    1.1 便携式自动望远镜的发展
    1.2 建造望远镜
    1.3 YNPT设计思想
        1.3.1 光学镜筒
        1.3.2 支架类型
        1.3.3 驱动和传动
        1.3.4 控制系统
    1.4 望远镜基础
        1.4.1 天球坐标
        1.4.2 跟踪目标
        1.4.3 望远镜支架校正
第2章 便携望远镜驱动
    2.1 电机控制理论
        2.1.1 电机控制
        2.1.2 数字PID控制
    2.2 调研与选型
        2.2.1 系统目标
        2.2.2 选择驱动电机
        2.2.3 位置反馈
        2.2.4 光电编码器的鉴相
        2.2.5 电机PWM驱动
        2.2.6 控制单元
    2.3 YNPT电机伺服系统设计
        2.3.1 电路设计
        2.3.2 编程和调试
第3章 望远镜控制系统
    3.1 系统功能
        3.1.1 基本功能
        3.1.2 高级功能
        3.1.3 控制系统结构
    3.2 基于ARM微控制器的嵌入式系统
        3.2.1 32位ARM内核简介
        3.2.2 Philips LPC2130系列ARM内核单片机
        3.2.3 调试和开发
        3.2.4 嵌入式操作系统
    3.3 上位机设计
        3.3.1 键盘和显示
        3.3.2 电池供电
        3.3.3 实时时钟
        3.3.4 uC／OSII移植和中文界面
    3.4 控制系统1.0版回顾
        3.4.1 概况
        3.4.2 电机控制系统
        3.4.3 上位机软硬件
第4章 便携式光电光度计
    4.1 光电探测器
        4.1.1 光电倍增管
        4.1.2 CCD探测器
        4.1.3 便携光电光度计
        4.1.4 光子计数方式
    4.2 光度计设计
        4.2.1 光度计结构
        4.2.2 制冷
        4.2.3 光路简介
        4.2.4 光电倍增管选型
        4.2.5 倍增管高压电源
        4.2.6 前端电路
        4.2.7 计数及数据采集
    4.3 夜天光实测
        4.3.1 观测设备和步骤
        4.3.2 数据处理
        4.3.3 小结
总结
参考文献
附录1 GAL16V8硬件鉴相程序
在学期间发表的文章
致谢



本文编号：3788731