时，焦比为，视场为，像素比例尺为。在不同视场进行观测时，控制系统要快速精确地实现高倍率透镜组和低倍率透镜组之间以及滤光片之间的自动切换，且切换时间小于。根据光学系统成像质量的要求，透镜组切换时定位精度优于，滤光片切换时定位精度优于。为实现高分示意图电流控制算法由驱动器执行，速度控制算法和位置控制算法则利用内核执行，都采用比例积分微分控制算法，电流环和速度环的控制算法保证电机的平稳运行，位置控制算法则确保系统的定位精度。在开发平台上，各控制模式的实现如图。双视场终端对控制和图像采集系统的要求该双视场终端采用双通道共焦光学系统，波段覆盖范围为，基本原理和实物如图。最前端是滤光片转轮，分别安装，关于丽江米望远镜双视场终端图像采集及精确控制的研究天文观测论文，焦比为，视场为，像素比例尺为。在不同视场进行观测时，控制系统要快速精确地实现高倍率透镜组和低倍率透镜组之间以及滤光片之间的自动切换，且切换时间小于。根据光学系统成像质量的要求，透镜组切换时定位精度优于，滤光片切换时定位精度优于。为实现高分辨图像统计重建，要求能快速采集并存储大量的序列斑点图，另外，快速测光也，函数与图像采集软件集成，实现电机状态位置反馈以及人机操控接口等信息交互。双视场终端对控制和图像采集系统的要求该双视场终端采用双通道共焦光学系统，波段覆盖范围为，基本原理和实物如图。最前端是滤光片转轮，分别安装共个波段的滤光片和个补偿板。滤光片轮之后是望远镜的卡焦焦面，即该终结构设计如图，系统主要包括部分高倍率透镜组与低倍率透镜组的光路切换控制滤光片轮的旋转控制相机的控制及图像采集与存储。个模块集成到台控制计算机上。透镜组切换和滤光片轮旋转采用两个单独的电机，同台多路驱动器，电机与负载之间的传动比都是∶的直接驱动，没有传动系统带来的中间误差。两台电机采用德国公司的同步伺服电机，在电机轴上装配位绝对编码软件与人机接口设计该终端系统的控制与图像采集软件的基本架构是图像采集与电机控制运行在不同的进程，而相机控制图像采集存储与显示切换机构人机接口等运行在图像控制进程中的不同线程下。软件在平台上实现，使用的开发，系统切换滤光轮控制相机的控制图像采集与人机操控接口为可视化界面，如图。该界面提供相机启停快门和采集模式设置温度设置存正刚，等种多功能天文观测装置郑士富，彭铭与的混合编程研究仪器仪表用户，黎妞基于的伺服运动控制系统研究武汉武汉科技大学，李达伦基于的相机高速数据传输系统的研究昆明昆明理工大学，穆恒宇，王希群，马琳，柳光乾丽江米望远镜双视场终端的控制与图像采集天文研究与技术，基金国家自然科学基金资助。为实现相机的连续曝光并以最快的相当，表明图像采集系统完全发挥了该相机的最大采集速度并能稳定工作。图小视场与大视场电机位置定位误差。的定位误差的定位误差图图像采集系统的工作速度测试。短时标的图像采集速度长时标的图像采集速度总结双视场天文观测终端已经在实验室完成了光机电的联调，并对控制和数据采集系统进行了详细的性能和功能测试。位置编码器与光学系统之间视场系统。测量次数为次，误差分布如图。图和图的峰谷值分别为和，最大正偏离分别为和，最大负偏离分别为和，表明小视场系统和大视场系统的定位精度都能满足系统的精度要求。图像采集系统测试图像采集系统的测试包括相机控制的功能测试和图像采集系统速度与稳定性测试。功能的测试相对简单，本文重点进行图像采集系统的性能测试。图像系统的测试就是测试图像采集交互。图电机控制在平台上的实现。为实现相机的连续曝光并以最快的速度读出以及图像连续采集与存储，系统采用多线程技术实现，图像采集和存储工作在最高的优先级。图像采集流程如图。为了提高图像采集速度和系统工作的稳定性，在图像采集图像存储图像显示线程之间建立帧的图像缓冲区，几个线程采用互锁机制实现数据的同步与共享，以降低线程之间的阻塞率，提高系统的工作速度和稳定性。图滤光片关于丽江米望远镜双视场终端图像采集及精确控制的研究天文观测论文速度读出以及图像连续采集与存储，系统采用多线程技术实现，图像采集和存储工作在最高的优先级。图像采集流程如图。为了提高图像采集速度和系统工作的稳定性，在图像采集图像存储图像显示线程之间建立帧的图像缓冲区，几个线程采用互锁机制实现数据的同步与共享，以降低线程之间的阻塞率，提高系统的工作速度和稳定性。关于丽江米望远镜双视场终端图像采集及精确控制的研究天文观测论文范玉峰，等丽江米望远镜多波段测光观测控制系统的设计与开发天文研究与技术，杨光普，邬文弢恒星光度测量方法研究进展天文学进展，范舟，赵刚，王炜，等巡天介绍测光系统和数据处理天文学进展，张西亮，刘忠，钱声帮恒星系统中暗弱伴星的高分辨率成像探测天文研究与技术国家天文台台刊，杨晓晗成像系统的数值模拟及幸运成像技术研究昆明昆明理工大学，马琳，金振宇，李，函数与图像采集软件集成，实现电机状态位置反馈以及人机操控接口等信息交互。软件与人机接口设计该终端系统的控制与图像采集软件的基本架构是图像采集与电机控制运行在不同的进程，而相机控制图像采集存储与显示切换机构人机接口等运行在图像控制进程中的不同线程下。软件在平台上实现，使用的开发，系偏差还需要进步用光学方法标定，但它是个固定的偏差，并不影响滤光片轮大小视场之间的位置切换精度的测试结果。所以以上的测试方法是可行的，测试结果也表明，该终端的控制和图像采集系统达到了系统设计的指标要求。参考文献薛艳杰，薛随建，朱明，等天文望远镜技术发展现状及对我国未来发展的思考中国科学院院刊，范玉峰中型望远镜观测系统集成昆明中国科学院云南天文台，陈林勰，王传军，的速度，以及是否稳定工作在相机的最大速度。测试结果如图。图是短时标的测试，为相机连续采集帧时的速度变化，采用前后相邻两帧之间的时间差计算采集速度，最后得到平均工作速度为，速度波动的峰谷值为。图是长时标的测试，相机连续采集，采用采集到的图像帧数计算采集速度，最后得到相机平均工作速度为，速度波动的峰谷值为。短时标和长时标的测试结果都表明相机工作速度与理论值换电机定位误差。点的正向定位误差点的反向定位误差点的正向定位误差点的正向定位误差透镜组切换位置精度测试与滤光轮切换结构相同，透镜组切换电机也是直接驱动切换装置，两个点同样需要光学定标，为了控制系统能在实验室进行定位精度测试，设定和两个点为小视场系统为大统切换滤光轮控制相机的控制图像采集与人机操控接口为可视化界面，如图。该界面提供相机启停快门和采集模式设置温度设置存储设置图像显示及相机状态显示，界面也包含镜组切换及滤光轮切换电机的目标位置选择当前位置显示及制动控制。电机控制在后台的内核中实现，高倍率透镜组与低倍率透镜组切换，以及滤光轮控制的人机操控接口与内核中电机控制程序之间的通信采用提供应用程序接口函数进行信息关于丽江米望远镜双视场终端图像采集及精确控制的研究天文观测论文。电机轴上还配有抱轴制动器，系统旋转到位时可对轴进行锁定。电机驱动控制器采用公司配套的驱动控制器，可同时控制两台电机，电机编码器和制动器采用单电缆技术与驱动器相连，驱动器通过现场总线与计算机通信，电机位置规划位置和速度控制算法以及逻辑控制在实时内核平台上实现，然后通过应用程序接口辨图像统计重建，要求能快速采集并存储大量的序列斑点图，另外，快速测光也要求能快速采集大量的图像，图像采集和存储系统能连续稳定工作，并充分发挥所选相机的极限图像采集速度。关于丽江米望远镜双视场终端图像采集及精确控制的研究天文观测论文。图丽江望远镜双视场终端。原理图实物图控制与数据采集系统设计系统结构系统总体结构设计如图，系统主要包，共个波段的滤光片和个补偿板。滤光片轮之后是望远镜的卡焦焦面，即该终端的物面，之后依次是前固定透镜组变倍透镜组包括高倍率透镜组和低倍率透镜组，高倍率透镜组用于小视场成像，低倍率透镜组用于大视场成像后固定透镜组和。变倍透镜组中的高倍率透镜组和低倍率透镜组分时复用，即不同时出现在光路中前透镜组后透镜组和是大小视场成像的共用组件。当终端工要求能快速采集大量的图像，图像采集和存储系统能连续稳定工作，并充分发挥所选相机的极限图像采集速度。关于丽江米望远镜双视场终端图像采集及精确控制的研究天文观测论文。滤光片轮与透镜组切换控制滤光片轮与透镜组切换控制采用相同的控制结构，设计为层闭环控制，从内到外分别是电流环速度环和位置环，分别控制电机的电流速度和位置，控制系统结构如图。图控制系统结构的物面，之后依次是前固定透镜组变倍透镜组包括高倍率透镜组和低倍率透镜组，高倍率透镜组用于小视场成像，低倍率透镜组用于大视场成像后固定透镜组和。变倍透镜组中的高倍率透镜组和低倍率透镜组分时复用，即不同时出现在光路中前透镜组后透镜组和是大小视场成像的共用组件。当终端工作在小视场时，焦比为，视场为，像素比例尺为当终端工作在大视场时器，分辨率优于，精度优于。电机轴上还配有抱轴制动器，系统旋转到位时可对轴进行锁定。电机驱动控制器采用公司配套的驱动控制器，可同时控制两台电机，电机编码器和制动器采用单电缆技术与驱动器相连，驱动器通过现场总线与计算机通信，电机位置规划位置和速度控制算法以及逻辑控制在实时内核平台上实现，然后通过应用程序接口存储设置图像显示及相机状态显示，界面也包含镜组切换及滤光轮切换电机的目标位置选择当前位置显示及制动控制。电机控制在后台的内核中实现，高倍率透镜组与低倍率透镜组切换