大型射电望远镜主动面系统故障分析与容错策略
文献类型：学位论文
| 作者 | 张丹清
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| 答辩日期 | 2021-06-01 |
| 文献子类 | 硕士 |
| 授予单位 | 中国科学院大学 |
| 授予地点 | 北京 |
| 导师 | 艾力·玉苏甫 |
| 关键词 | 主动面系统 故障诊断 容错控制 最佳吻合 |
| 学位名称 | 理学硕士 |
| 学位专业 | 天文技术与方法 |
| 其他题名 | Fault analysis and fault tolerant Strategy of active surface system for large radio telescope |
| 英文摘要 | 随着射电天文学和大口径全可动射电望远镜的迅速发展，天文学家对于射电望远镜的性能要求也在不断提高，从米波、厘米波、毫米波到亚毫米波。根据RUZE公式可知更高的观测频率对射电望远镜主反射面的面形精度需求更高。目前主动面系统是最有效的主动补偿技术，这种技术可以补偿大型望远镜因自重、温度、热变形以及风力等环境负载产生的结构变形，从而满足望远镜在高频的天线效率。但由于主动面系统是一个有很多子系统构成的复杂系统，因此存在故障高发的可能，所以需要开发一套系统对主反射面进行故障诊断以及容错控制。该系统用于帮助望远镜操作人员找到望远镜主反射面的故障原因，反馈主动面系统的运行状况，并对特定故障给出容错策略。本文基于CORBA (Common Object Request Broker Architecture) 中间件和故障树推理建立大型射电望远镜主动面故障处理系统并结合该系统给出了一种针对于促动器故障情况下的容错策略。针对QTT (QiTai telescope)主动面系统在将来的实际应用过程中需要面临故障处理问题，本文首先介绍了当前国内外射电望远镜主动面技术以及容错控制的发展现状。随后基于望远镜故障诊断的主流的框架CORBA和智能专家诊断系统对QTT主动面故障诊断及其容错进行初步理论框架设计，包含分布式的特殊存储服务、智能诊断方法和故障树推理。最后提出一种促动器故障下的QTT主动面最优容错策略，在最佳吻合面的设计基础上，提出一种以故障促动器为拟合基准的故障容错方法，该方法根据望远镜主动面故障诊断系统得到望远镜主动面健康矩阵，结合传统最佳吻合面并利用梯度下降法计算拟合参数, 最终通过仿真软件对该方法进行验证和测试，从而证明促动器发生故障之后采取该方法可以提高望远镜主反射面面形精度。最后总结一下该论文主要的工作如下：1. 对望远镜主动面系统发生故障后的处理流程进行分析，初步设计一个基于CORBA中间件和XML文本传输的主动面故障诊断系统，实现射电望远镜主动面的状态监管和日志存储。在此基础上2. 针对QTT望远镜的主反射面的具体结构，在专家系统框架设计一种具体的故障树模型，结合推理机进行故障位置的定位和故障原因的判断。3. 设计一种适用于促动器故障情况下容错控制算法，使得望远镜在发生故障之后可以降效率工作，在保持故障促动器不用移动的条件下可以提高主反射面的面形精度，并在多个俯仰角验证该算法的有效性。 本文分析了主动面故障诊断和容错控制的实现方式，在现有的望远镜控制系统的框架上拓展主动面的故障诊断系统，并提出一种容错算法来解决促动器故障引起的主反射面面形精度下降问题，对未来使用更先进的智能故障诊断方法和对更多类型的故障进行容错打下一定基础。 |
| 语种 | 中文 |
| 页码 | 51 |
| 源URL | [http://ir.xao.ac.cn/handle/45760611-7/4743]  |
| 专题 | 研究生 |
| 作者单位 | 中国科学院新疆天文台 |
| 推荐引用方式 GB/T 7714 | 张丹清. 大型射电望远镜主动面系统故障分析与容错策略[D]. 北京. 中国科学院大学. 2021. |
入库方式： OAI收割
来源：新疆天文台
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