南京天光所科研人員在望遠(yuǎn)鏡控制系統(tǒng)可靠性研究方面取得新進(jìn)展

　　【儀表網(wǎng) 研發(fā)快訊】穩(wěn)定且可靠的驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)是保障望遠(yuǎn)鏡運(yùn)行的關(guān)鍵，直接關(guān)系到持續(xù)天文觀測(cè)活動(dòng)的順利進(jìn)行，因此可靠性也是評(píng)價(jià)望遠(yuǎn)鏡性能的關(guān)鍵指標(biāo)。
 

　　中國(guó)科學(xué)院南京天文光學(xué)技術(shù)研究所團(tuán)隊(duì)在如何進(jìn)一步系統(tǒng)性提升驅(qū)動(dòng)控制可靠性方面進(jìn)行深入的理論研究，并提出一種多維度主動(dòng)型的望遠(yuǎn)鏡可靠性提升策略。該策略從預(yù)期故障的解決方案、非預(yù)期狀態(tài)的處理策略和主動(dòng)型優(yōu)化設(shè)計(jì)三個(gè)方面入手，三種手段以互補(bǔ)的形式可系統(tǒng)性提升望遠(yuǎn)鏡驅(qū)動(dòng)控制可靠性。此類多維度主動(dòng)型可靠性提升策略更適用于大型望遠(yuǎn)鏡的實(shí)際運(yùn)行中，即從不同角度、不同階段采取針對(duì)性的技術(shù)手段提升可靠性。
 

　　圖：以預(yù)期故障的解決方案、非預(yù)期狀態(tài)的處理策略和主動(dòng)型優(yōu)化設(shè)計(jì)三個(gè)方面為基礎(chǔ)的望遠(yuǎn)鏡驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)的可靠性提升策略機(jī)制

 

　　針對(duì)預(yù)期故障的診斷及自愈技術(shù)可顯著提升維護(hù)效率，進(jìn)而縮短平均修復(fù)時(shí)間，間接提升系統(tǒng)運(yùn)行可靠性。針對(duì)非預(yù)期狀態(tài)的處理策略通過(guò)數(shù)據(jù)挖掘?qū)崿F(xiàn)在顯變量分析法不能有效識(shí)別的情況下突顯其優(yōu)勢(shì)，也是側(cè)面提升系統(tǒng)運(yùn)行可靠性的策略之一。針對(duì)預(yù)期故障的解決方案和非預(yù)期狀態(tài)的處理策略只能作為運(yùn)行階段的輔助手段提升可靠性，根據(jù)診斷和維護(hù)中發(fā)現(xiàn)的薄弱環(huán)節(jié)優(yōu)化系統(tǒng)設(shè)計(jì)才是從根本上提升可靠性的關(guān)鍵。這種優(yōu)化不僅包括硬件設(shè)計(jì)的改進(jìn)，還涉及軟件算法的優(yōu)化以及維護(hù)策略的調(diào)整等。常見(jiàn)的優(yōu)化設(shè)計(jì)方法包括冗余設(shè)計(jì)、跟蹤策略優(yōu)化和程序簡(jiǎn)化等，這些方法已逐步應(yīng)用于望遠(yuǎn)鏡驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中。
 

圖：時(shí)間戳同步法下目標(biāo)位置打包發(fā)送的望遠(yuǎn)鏡跟蹤控制優(yōu)化策略
 

　　我國(guó)下一代大型光學(xué)紅外望遠(yuǎn)鏡擬開(kāi)發(fā)獨(dú)立的可靠性管理單元子系統(tǒng)，以輔助提升其運(yùn)行可靠性，該研究可為其提供技術(shù)積累。該研究成果以“Reliability Improvement Strategies for Telescope Control Systems”為題發(fā)表在國(guó)際天文期刊《Publications of the Astronomical Society of the Pacific》。李運(yùn)博士為文章第一作者，楊世海研究員為文章通訊作者，該文章獲得國(guó)家自然科學(xué)基金(批準(zhǔn)號(hào)：12303089，11973065)和江蘇省卓越博士后計(jì)劃(2022ZB449)的資助。