При поддержке ООО «АРТЕЛАБ» на базе ФГБУН «Крымская астрофизическая обсерватория РАН» научными сотрудниками, в том числе Кривенко А.С., выполнена работа по применению PMSM-сервопривода при модернизации системы наведения и часового ведения телескопа МТМ-500.
В работе представлен опыт модернизации системы наведения и часового ведения телескопа МТМ-500 путем замены традиционного привода оси прямого восхождения на сервопривод с синхронным электродвигателем с ротором из постоянных магнитов и c высокоразрешающим энкодером. Рассмотрены вопросы выбора параметров сервопривода (скорость, крутящий момент, разрешение), расчета передаточных отношений, а также методики калибровки и синхронизации с небесной системой координат. Для обеспечения детерминированной генерации управляющих импульсов использован программируемый логический контроллер (ПЛК) с аппаратной поддержкой управления движением. Приведены алгоритмы позиционирования, учитывающие непрерывное движение небесных объектов, и методика калибровки коэффициентов часового ведения на основе анализа гидирования. По результатам испытаний ошибка часового ведения составила не более 2′′за 40 минут, абсолютная ошибка наведения по звездным координатам – 15.71′′, а относительная ошибка коррекции – 0.118′′. Показано, что применение сервоприводов позволяет реализовать одномоторную схему управления, упростить механическую конструкцию и обеспечить высокую точность позиционирования.
Одним из главных результатов применения сервопривода в модернизации оси прямого восхождения стало появление возможности автоматизированного управления наведением, значительное сокращение времени и повышение точности наведения. После модернизации была проведена оценка работы монтировки с измерением основных показателей качества. В испытаниях участвовала только ось Ra, ось Dec была зафиксирована. Измерения проводились без перекладки монтировки. Получены следующие результаты:
- Ошибка часового ведения составила 2′′на протяжении 40 минут. Периодическая ошибка часового ведения – 1′′, время периода ошибки – 55 секунд.
- Абсолютная ошибка наведения по звездным координатам составляет 15.71′′RMS.
- Относительная ошибка составляет 0.118′′RMS на дистанции не более 1′.
- Ошибка при перекладке монтировки – 2′30′′RMS.
- Момент усилия на сервоприводе при часовом ведении – 0.09 Нм.
- Момент усилия на сервоприводе при средней коррекции – 0.11 Нм.
- Момент усилия на сервоприводе при грубой коррекции и наведении – 0.14 Нм.
Несмотря на то что ось Dec была жестко закреплена, при движении телескопа по оси Ra по результатам астрометрирования также наблюдалось изменение координат по оси Dec. Для телескопа с рабочим полем 15× 15′полученная точность наведения удовлетворительна – объект гарантировано попадает в поле зрения. Автоматическая коррекция по данным астрометрирования может значительно снизить ошибку позиционирования до 0.118′′RMS.Применение сервопривода с двигателем типа PMSM позволяет упростить механику монтировки и достигнуть хороших эксплуатационных показателей несмотря на возраст инструмента. В итоге модернизация обеих осей монтировки позволила перейти к проведению регулярных наблюдений удаленно, в полуавтоматическом режиме. Следующим этапом авторы планируют автоматизировать синхронизацию купола с положением монтировки.
Кривенко А.С., Назаров С.В., Бутузова М.С. Применение PMSM-сервопривода при модернизации системы наведения и часового ведения телескопа МТМ-500 // ИЗВЕСТИЯ КРЫМСКОЙ АСТРОФИЗИЧЕСКОЙ ОБСЕРВАТОРИИ. 122, № 1 (2026). С. 19-35.
#часовоеведение #артелаб #гкартелаб #позиционирование #гидирование #оооартелаб #системауправления #звездноевремя #PMSM #крымскаяастрофизическаяобсерватория #КраоРАН