FAST液压促动器仿真分析与试验研究
2015-04-16,,,
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(1.贵州大学 机械工程学院, 贵州 贵阳 550025; 2.中国科学院 国家天文台, 北京 100012;3.中国科学院射电天文重点实验室, 北京 100012)
引言
500 m口径球面射电望远镜FAST(Five-hundred-meter Aperture Spherical Radio Telescope)是国家“十一五”大科学装置之一,建成后将成为世界最大的单口径射电望远镜[1]。FAST主动反射面系统包括圈梁、反射面单元、主索网、下拉索、促动器、地锚等组成。其中,主索网安装在格构式环形圈梁上,在其2226个活动节点上装有约4450个反射面单元且每个节点下方连有相应的下拉索和促动器。
促动器是可以进行控制和位置反馈的伸缩机构,一端与地锚固定,另一端与下拉索铰接。根据控制信号指令,促动器克服索网内力产生下拉索拉力,通过改变自身长度改变地锚与索网活动节点下拉索端头的间距,从而调整索网的活动节点位置,实现FAST主动反射面的面形调整。
促动器在工作时始终单向受拉,拉力变化范围约为10~70 kN。其运行方式分为换源、跟踪、随动三种模式:换源模式可以实现反射面在被测目标间的快速转换,要求促动器在10 min 内完成反射面变形,速度为1.6 mm/s;跟踪模式是指在非故障状态下,通过促动器伸缩保证反射面始终指向被测天体。跟踪为促动器相对重要和常用工况,其精度将影响反射面面形精度,要求该精度优于0.25 mm;随动模式起故障保护作用,即活塞杆不会因促动器故障而卡死,可在其周边索网作用下上下运动。
本研究针对FAST促动器项目制造方提出的液压驱动方案,通过AMESim仿真与样机试验两种方法,研究该方案在跟踪与随动两主要模式下的运动特性,为后续设计与改进提供参考。……
