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FAST“馈源支撑系统全过程数值仿真”取得新进展(080614)
时间 : 2008-06-14     

 2008年6月报道:中科院国家天文台FAST项目——500米球反射面射电望远镜的“馈源支撑系统全过程数值仿真(End-to-end simulation)”取得可喜的成果。通过国际合作掌握仿真核心技术,逐步自主开展工作,并取得创新成果,是引进、吸收、再创新的典范。 

馈源柔性索支撑系统是FAST的三大创新之一,其包括一级粗调柔性悬索系统和馈源舱内的二级精调平台。"6塔6索拖动悬吊在150米高空的FAST馈源舱体在200米范围内跟踪运动,馈源6自自由度刚体实时定位10毫米以下",这是极具挑战性的难题。馈源支撑系统的500米尺度限制了进行原型模型实验的可能性,基于虚拟样机技术建立1:1 的馈源支撑系统数值仿真模型,并进行仿真实验,它具有费用低廉、周期短、易于修改参数、便于不同方案之间的比较等优点。 

2007年1月,国家天文台与德国MT公司和TUD大学签署了合作研究协议,共同开展FAST馈源支撑1:1原型进行全过程的数值仿真。国家天文台派出人员赴德学习和参与研究,经过6个月的共同工作,基于ANSYS和MATLAB/SIMULINK软件包,建立了数值仿真模型的基本框架,运行模型得到初步结果,11月底形成完整的中英两个版本的技术文档。初步仿真结果表明,在4米/秒风速下,运行跟踪工况,一次索支撑定位精度小于10毫米,二次精调开动后,馈源定位精度小于5毫米,满足FAST的天文观测要求。此结果与多年来开展的严格相似律控制的FAST馈源支撑模型试验结果相吻合。 

学习和掌握完整的仿真技术后回国继续推进研究,2008年6月又取得突破性进展。在原有一级粗调柔性悬索系统仿真模型的基础上,建立起包括AB轴转向机构、Stewart平台和主动质量阻尼器的二级精调平台详细机构模型,以及相应的驱动器、控制器和传感器模型,从而得到了结构完整的FAST馈源支撑系统仿真模型。此项核心关键技术的研究正在继续深入,向国际尖端的索驱动并联机构相关应用技术领域延伸。比如,与企业合作开展运动馆跟踪摄像机、集装箱码头吊车等产品的虚拟工程样机研究,提高我国在相关重大技术领域的研究实力,并且可以大大节省产品预研的开支。 
 
 

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