簡介

該應(yīng)用程序展示了如何使用多物理軟件解決方案來執(zhí)行多物理控制系統(tǒng)的集成仿真。在這種特殊情況下，控制回路由12個傳感器來驅(qū)動3個壓電致動器的位置。

E-ELT主要結(jié)構(gòu)

E-ELT將是世界上最大的光學(xué)/近紅外望遠(yuǎn)鏡，因此將比現(xiàn)有最大的光學(xué)望遠(yuǎn)鏡收集更多的光。它將能夠從初始糾正大氣的扭曲(即完全自適應(yīng)和有限衍射)，提供比哈勃太空望遠(yuǎn)鏡清晰16倍的圖像。

E-ELT是一個40米級的全操縱望遠(yuǎn)鏡，集成波前控制。光學(xué)裝置安裝在一個高度方位角望遠(yuǎn)鏡的主結(jié)構(gòu)上，有兩個巨大的支架用于仰角運(yùn)動和方位角軌道。主要結(jié)構(gòu)重約2800噸。

主鏡由984個六角形部件組成。每個部件的運(yùn)動由垂直于鏡面的3個位置驅(qū)動器單獨(dú)控制。邊緣傳感器用于測量相鄰部分之間的相對運(yùn)動。執(zhí)行器和傳感器的高度分布特性是控制設(shè)計的一個重要難點(diǎn)。

本研究主要集中在E-ELT主鏡的單個部件上。其目的在于分析復(fù)雜的分段結(jié)構(gòu)與控制器響應(yīng)之間的相互作用。

部件的有限元模型

該模型是基于定義部件幾何形狀的CAD文件和來自ESO的技術(shù)報告(描述了部件的組件行為和物理屬性以及它們之間的交互)來詳細(xì)闡述的。

M1控制器的目標(biāo)是通過邊緣傳感器的位移反饋來補(bǔ)償鏡面整體形狀的擾動。在該模型中，該系統(tǒng)在有限元仿真包中被描述為狀態(tài)空間形式的框圖模型。

曲線顯示了前三個邊緣傳感器(ES)和三個位置執(zhí)行器(PACT)的響應(yīng)。在模擬開始時觀察到瞬態(tài)振動，然后由于系統(tǒng)中存在結(jié)構(gòu)阻尼而被阻尼掉。然后，積分控制系統(tǒng)可以顯著降低邊緣傳感器處的位移幅值。