专利名称：反射施密特改正板主动光学电控装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及天文望远镜研究和应用领域，具体是一种用于大天区面积多目标光纤光谱天文望远镜反射施密特改正板主动光学电控装置。
背景技术：
国家“九五”重大项目“大天区面积多目标光纤光谱天文望远镜”(LAMOST)中的一项实用关键技术-光学系统是整个望远镜的核心。LAMOST光学系统中的两块反射镜(MA，MB)均由六角形子镜拼接而成，反射施密特改正板(MA)由24块对角径1.1米、厚度为2.5厘米的子镜组成，MA的精确的非球面面形是通过薄镜面(主动控制镜面面形)加拼镜面(主动控制子镜的共焦或共相)的主动光学技术实现和保证的。MA的每一块子镜都支撑在n(55＞n＞33)个支撑点上，其中3个为定位支撑点(或固定支撑点)，由位移促动器实现精确的定位，其余的均为浮动支撑点，由力促动器按要求的力的分布实时调整。
在现有技术中，MA控制系统方案的原理框图如图1所示，主动光学控制器经通用数字接口、用户接口控制器与力促动器、位移促动器相连，其中所有的力促动器都由一个统一的力促动器控制器控制，每个力促动器的控制线、信号线都与力促动器控制器相连，所有的位移促动器都由一个统一的位移促动器控制器控制，每个位移促动器的控制线、信号线都与位移促动器控制器相连，其缺点是不易维护和升级，抗干扰能力差，而且硬件接线多。
发明内容
为了克服上述方案中的不足，本实用新型的目的是在满足实现系统功能的前提下，提供一种抗干扰能力强、结构简单、维护方便的反射施密特改正板主动光学电控装置。
为了实现上述目的，本实用新型的技术方案是包括主控计算机、促动器控制器，还包括子镜控制单元，其中一个子镜连接一个子镜控制单元，每个促动器连接一个促动器控制器，主控计算机作为主动光学控制器构成上层控制，与子镜控制单元通过以太网接口相连，所述子镜控制单元构成中间层控制，通过现场总线与所有促动器控制器相连，并通过现场总线传递各种信息，监视和控制子镜的运行状态；所述促动器控制器构成底层控制，以微处理器为核心，带有现场总线接口，与安装在子镜上的促动器机械部分相连，于促动器机械部分之后；促动器控制器由位移促动器控制器和力促动器控制器组成；所述力促动器控制器由现场总线接口、现场总线控制器、微处理器、第一～第二光电隔离器、A/D模数转换器及放大器组成，其中现场总线接口经现场总线控制器接至微处理器的数据端口，微处理器的数据输入输出端口分别与第一～二光电隔离器输入端连接，并通过端口与A/D模数转换器相连，第一～二光电隔离器输出端分别经电机驱动器接促动器电机，A/D模数转换器输入信号为放大器输出信号，放大器输入接促动器力传感器输出信号；所述位移促动器控制器由现场总线接口、现场总线控制器、微处理器、第一～第二光电隔离器、码盘计数器及电机驱动器组成，其中现场总线接口经现场总线控制器接至微处理器的数据端口，微处理器的数据输入输出端口分别与第一～二光电隔离器输入端连接，并通过端口与码盘计数器相连，第一～二光电隔离器输出端分别经电机驱动器接促动器电机，码盘计数器输入为促动器码盘输出信号A、B相。
本实用新型具有如下优点1.具有分布式结构布局、分层控制特点。本实用新型采用模块化的设计思想，分布式结构布局，采用一个子镜连接一个子镜控制单元，由一个子镜控制单元控制，每个促动器连接一个促动器控制器，由一个促动器控制器控制结构，将主控计算机作为主动光学控制器构成上层控制、子镜控制单元构成中间层控制、促动器控制器构成底层控制，实现了分层控制。
2.结构简单、维护方便。由于本实用新型具有所述分布式结构布局、分层控制特点，又采用了网络技术和现场总线技术，所以它引出线少，结构简单，易于安装、调试，能在满足实现系统功能的前提下，具有很强的抗干扰能力；另外，它维护方便、容易进行升级操作。
图1为现有技术中反射施密特改正板控制电路原理框图。
图2为本实用新型原理框图。
图3为促动器控制器与子镜控制单元连接结构框图。
图4为图2中促动器控制器中的位移促动器控制器原理图。
图5为图2中促动器控制器中的力促动器控制器原理图。
具体实施方式
以下结合附图和实施例对本实用新型作进一步详细说明。
如图2～6所示，本实用新型由主控计算机1、24个子镜控制单元2、30个促动器控制器3组成，其中一个子镜连接一个子镜控制单元2，由一个子镜控制单元2控制，每个促动器连接一个促动器控制器3，由一个促动器控制器3控制，主控计算机1作为主动光学控制器构成上层控制，与子镜控制单元2通过以太网接口相连，所述子镜控制单元2构成中间层控制，通过现场总线与所有促动器控制器3相连，并通过现场总线传递各种信息，监视和控制子镜的运行状态；所述促动器控制器构成底层控制，以微处理器U3为核心，带有现场总线接口U1，与安装在子镜上的促动器机械部分相连，安装在促动器机械部分之后，促动器均由促动器控制器3控制，不依赖于子镜控制单元2；促动器控制器分为位移促动器控制器和力促动器控制器两种，所述力促动器控制器由总线接口U1、现场总线控制器U2、微处理器U3、第一～第二光电隔离器U4～U5、A/D模数转换器U8及放大器U9组成，其中现场总线接口U1经现场总线控制器U2接至微处理器U3的数据端口，微处理器U3的数据输入输出端口P1.0、P1.1分别与第一～二光电隔离器U4～U5输入端连接，并通过端口P0.0～P0.7与A/D模数转换器U8相连，第一～二光电隔离器U4～U5输出端分别经电机驱动器U7接促动器电机，A/D模数转换器U8输入信号为放大器U9输出信号，放大器U9的输入端接促动器力传感器的输出；所述位移促动器控制器由现场总线接口U1、现场总线控制器U2、微处理器U3、第一～第二光电隔离器U4～U5、码盘计数器U6及电机驱动器U7组成，其中现场总线接口U1经现场总线控制器U2接至微处理器U3的数据端口，微处理器U3的数据输入输出端口P1.0、P1.1分别与第一～二光电隔离器U4～U5输入端连接，并通过端口P0.0～P0.7与码盘计数器U6相连，第一～二光电隔离器U4～U5输出端分别经电机驱动器U7接促动器电机，码盘计数器U6输入为促动器码盘输出信号A、B相。
所述现场总线接口U1采用80C250、现场总线控制器U2采用82C200、微处理器U3采用80C31、第一～第二光电隔离器U4～U5采用TLP521、码盘计数器U6采用EPM7064、电机驱动器U7采用L298，A/D模数转换器U8采用AD574及放大器U9采用LM358。
本实用新型所述子镜控制单元选用工业计算机(也可自制)；所述主控计算机1选用商用计算机或工业计算机，通过现有技术中的网络与每个子镜控制单元2互通信息，通过子镜控制单元2监视和控制MA镜的运行状态。
权利要求1.一种反射施密特改正板主动光学电控装置，包括主控计算机(1)、促动器控制器(3)，其特征在于还包括子镜控制单元(2)，其中一个子镜连接一个子镜控制单元(2)，每个促动器连接一个促动器控制器(3)，主控计算机(1)作为主动光学控制器构成上层控制，与子镜控制单元(2)通过以太网接口相连，所述子镜控制单元(2)构成中间层控制，通过现场总线与所有促动器控制器(3)相连，并通过现场总线传递各种信息，监视和控制子镜的运行状态；所述促动器控制器构成底层控制，以微处理器U3为核心，带有现场总线接口(U1)，与安装在子镜上的促动器机械部分相连，于促动器机械部分之后；促动器控制器由位移促动器控制器和力促动器控制器组成。
2.按照权利要求1所述反射施密特改正板主动光学电控装置，其特征在于所述力促动器控制器由现场总线接口(U1)、现场总线控制器(U2)、微处理器(U3)、第一～第二光电隔离器(U4～U5)、A/D模数转换器(U8)及放大器(U9)组成，其中现场总线接口(U1)经现场总线控制器(U2)接至微处理器(U3)的数据端口，微处理器(U3)的数据输入输出端口分别与第一～二光电隔离器(U4～U5)输入端连接，并通过端口与A/D模数转换器(U8)相连，第一～二光电隔离器(U4～U5)输出端分别经电机驱动器(U7)接促动器电机，A/D模数转换器(U8)输入信号为放大器(U9)输出信号，放大器(U9)输入接促动器力传感器输出信号。
3.按照权利要求1所述反射施密特改正板主动光学电控装置，其特征在于所述位移促动器控制器由现场总线接口(U1)、现场总线控制器(U2)、微处理器(U3)、第一～第二光电隔离器(U4～U5)、码盘计数器(U6)及电机驱动器(U7)组成，其中现场总线接口(U1)经现场总线控制器(U2)接至微处理器(U3)的数据端口，微处理器(U3)的数据输入输出端口分别与第一～二光电隔离器(U4～U5)输入端连接，并通过端口与码盘计数器(U6)相连，第一～二光电隔离器U4～U5输出端分别经电机驱动器(U7)接促动器电机，码盘计数器(U6)输入为促动器码盘输出信号A、B相。
4.按照权利要求1所述反射施密特改正板主动光学电控装置，其特征在于所述子镜控制单元(2)为24个。
5.按照权利要求1所述反射施密特改正板主动光学电控装置，其特征在于所述促动器控制器(3)为30～50个。
专利摘要本实用新型公开一种反射施密特改正板主动光学电控装置,它包括主控计算机、促动器控制器、子镜控制单元,其中:一个子镜连接一个子镜控制单元,每个促动器连接一个促动器控制器,主控计算机作为主动光学控制器构成上层控制,与子镜控制单元通过以太网接口相连,子镜控制单元构成中间层控制,通过现场总线与所有促动器控制器相连,并通过现场总线传递各种信息,监视和控制子镜的运行状态;促动器控制器构成底层控制,以微处理器为核心,带有现场总线接口,与安装在子镜上的促动器机械部分相连;促动器控制器由位移促动器控制器和力促动器控制器组成。
文档编号G02B23/00GK2494992SQ0125072
公开日2002年6月12日 申请日期2001年9月17日 优先权日2001年9月17日
发明者李斌, 王越超, 吴镇炜, 谈大龙, 卜春光 申请人:中国科学院沈阳自动化研究所