斜轴式天文望远镜机架的驱动控制

摘要

针对斜轴式天文望远镜传统机架中的非垂直轴系结构会导致像场旋转,从而影响天文望远镜指向和跟踪控制的问题,研发了新的45°斜轴式天文望远镜机架.设计时,选取太阳为跟踪目标来搭建硬件机架驱动控制系统;利用图像传感器实时捕获目标,经数字信号处理(DSP)芯片精确解析目标质心,通过图像消旋解耦出方位与斜轴两方向的偏差.然后,结合模糊控制与神经网络的各自特点,设计了单神经元模糊自适应PID控制算法实施偏差调节,以实现对目标的定位与跟踪.实验结果显示,该驱动控制系统的水平与斜轴方位的跟踪偏移误差均在士2 pixel以内,水平指向偏移误差均值为0.123 2°,俯仰指向偏移误差均值为0.155 3°.得到的结果表明该驱动系统鲁棒性强,能够克服斜轴机架像场旋转导致的控制问题且满足精度要求.