摘要：针对某米级光学望远镜设计了四门对开花瓣式主镜保护盖。简要介绍了国内外已建成大口径望远镜主镜保护盖的主要结构形式,利用铰链四杆机构的演化偏置曲柄滑块机构为基体进行优化设计,得出一种不需曲柄存在的四杆机构,建立运动学模型,对其受力状态进行分析,计算了电机所需的驱动力矩、滑块的移动位移及镜盖开关时间。实际工程应用表明,该保护盖对主镜能够有效防尘及保护,单次打开或关闭时间约为62.5 s,在长春地区无故障使用时间大于一年,免维护开关次数大于500次。满足系统设计要求,为后续研究者提供了设计参考。

摘要：根据4 m口径的SiC主镜特殊的使用要求,设计了一种辅助翻转设备实现其180°旋转。首先确定了翻转装置的主体构成包括主体框架、轴向支撑组件和径向支撑结构等。理论分析了反射镜在任意天顶角状态下轴向Whiffle-tree支撑结构和径向吊带支撑力的大小,并分析了使用吊带支撑下吊带对反射镜径向压力的大小。接着在设计实际结构的同时,运用有限元建模、重点分析了主体框架的刚度以及光轴竖直和光轴水平状态下镜子的应力情况以及翻转装置的最大刚体位移,根据分析结果设计了整个翻转装置的详细结构。最后根据设计和分析的结果,加工、安装了翻转装置,并采用加速度计测量了翻转过程对反射镜的冲击情况。实际应用和测试结果表明,翻转装置达到了设计要求,可以为类似的结构设计一定的指导。

摘要：针对美国30m望远镜(TMT)三镜系统在工作时的特殊要求,对三镜系统的Rotator组件轴承进行了设计,提出了在载荷连续变化条件下轴系的设计方法。通过分析该系统独特的运动和受力方式并对比现有大型望远镜结构形式,确定了三排滚柱支撑的轴系方案及轴承结构参数。计算中将天顶角定义为变量,确定了轴承的最恶劣工况及此时的望远镜指向。采用了数值计算和有限元仿真的方法对这一条件下的轴承变形和应力同时进行校核,两种方法得到的结果符合得很好,证明了模型的正确性。结果表明,天顶角为0°～65°时,轴承在x、y、z方向上的变形不超过0.015mm,轴承倾角不超过1.7×10-5 rad,满足设计要求,并留有很大裕度。

摘要：针对2m地平式望远镜像方视场旋转问题设计了消旋K镜装置。根据K镜系统的几何光学传递特性,推导K镜消旋数学矩阵模型;利用光线追迹方法,拟合了望远镜入瞳坐标与Coude焦点坐标的转换关系,分析入射光经过Coude光路后的视场旋转与望远镜方位轴、俯仰轴旋转的换算规律,从而计算得出望远镜消旋K镜的初始零位及旋转规则;针对K镜的准直性问题,通过对其旋转过程K轴与主光路偏离误差周期性变化特性的分析,设计了基于帕斯卡窝线理论的K镜准直装调策略,将复杂的准直装调问题转化为数学方程参数修正问题,并建立K镜准直精度与帕斯卡窝线方程中关键参数的计算模型;开展了K镜准直装调实验,在准直装调过程中反复修正模型中关键参数,使误差曲线不断趋近最优值。实验结果验证了本文所做研究的有效性及正确性。

摘要：针对热膨胀率较大的SiC反射镜,设计了结合A-Frame柔性切向杆侧向支撑结构和机械式Whiffletree轴向支撑结构、具有良好热解耦能力的1.2mSiC轻量化主镜被动支撑系统。为研究A-Frame柔性侧向支撑机构对主镜支撑面形、热解耦和系统刚度的影响,利用Ansys软件对支撑系统的支撑效果进行了有限元分析,而后对实际的支撑系统进行了相关试验测试。测试显示在光轴竖直和水平两种状态下,使用提出的支撑机构的支撑系统引起的主镜镜面变形误差RMS的变化小于13nm;在实验室温度14~23℃下,检测得到主镜面形RMS最大差异为1.9nm。利用模态分析仪对该主镜及支撑系统进行的动态测试表明：系统的一阶固有频率为52.7Hz,而理论分析为63Hz,且前6阶模态振型与分析一致。得到的分析和测试结果都表明该被动支撑系统支撑效果良好,且具有较高的支撑刚度和良好的热解耦能力。

摘要：以TMT三镜系统为对象,对其中的Rotator组件用轴承进行了设计,并对轴承关键参数的选取进行了探讨。首先,通过分析三镜系统的运动模式确定了系统的受载状态;接着基于Hertz弹性变形理论,建立了双列角接触球轴承的载荷-变形公式,采用牛顿迭代法对轴向、径向、角位移量进行求解,得到每个钢球受载和变形的精确解;最后对该轴承设计中的一些关键参数选择对承载能力的影响进行了讨论。计算分析表明,在三镜工作角度范围内,光轴方向最大变形为0.022 mm,滚道面内各个方向变形小于0.042 mm,最大角变形量为3.5″,满足三镜系统的设计要求,并留有较大的设计裕度。建立的载荷分布方程及提出的参数选择原则对双列角接触球轴承的设计具有通用性,可适用于各种工况。

摘要：为了完成30m光学-红外望远镜(TMT)三镜支撑系统(M3CA)抗震性能分析,编制了地震波拟合软件,拟合出符合设计要求的地震时间历程,并基于时程分析方法进行了结构的地震有限元仿真。基于具有随机相位的三角级数理论编制了拟合地震波的软件,针对拟合精度低的问题引入幅值校正方法,使拟合的地震波谱与设计响应谱的平均偏差在4%以内;基于该系统的设计响应谱,拟合了返回周期为200年的地震时间历程;利用时程分析方法对结构进行了有限元仿真。仿真结果表明,三镜相对于三镜室最大位移为1.881mm;三镜上的最大应力为0.27MPa,发生在镜子的侧支撑位置处;支撑结构的最大应力为310.54MPa,发生在侧支撑杆上。根据材料性能,三镜及侧支撑杆的最大应力均在材料的极限应力之内,故在返回周期为200年的地震发生时可保证系统的安全性。编制的程序拟合精度高,充分考虑了各种因素,结合有限元时程分析,为大型光电设备的地震分析积累了经验。

摘要：提出了傅里叶望远镜外场实验系统拼接主镜支撑结构,详细介绍了各组件施工及安装过程.该主镜由61块六边形球面子镜拼接而成,高6 m,宽5.5 m,是我国目前用于望远镜系统中能量接收面积最大的拼接主镜.子镜采用模块化设计,互换性好且均可实现3个自由度的精密调整.支撑桁架采用分体结构设计,便于拆装和运输;地基采用混凝土浇筑预埋型钢构件,各分体组件由螺栓与地基联接为一个整体,保证结构整体刚度的同时,也满足系统对温度的适应性.通过实验验证:该主镜支撑结构稳定性优于0.075 mrad,子镜指向调整准确度优于0.05 mrad,对已安装的8块子镜进行共焦试验,光斑质心重合准确度小于20 mm,满足外场实验对拼接主镜的技术要求.

摘要：随着民航空管信息化建设的持续深化,空管系统作为支撑航空运输业高效、安全运作的关键,面临着数据交换安全性、实时性和高效性的严峻挑战,实现跨行业、跨业务领域、跨组织机构的多源异构空管运行数据安全交换成为当前空管系统信息化建设的重要任务。该文聚焦多源异构空管运行数据安全自动分级模型的构建,旨在通过自动化和智能化的手段对多源异构空管运行数据安全进行自动分级。根据空管运行数据所属业务类型,构造空管运行数据安全分级数据集,并设计13项安全分级特征以全面反映数据安全属性。结合相关法律法规和空管运行数据安全特征,设定5个数据安全级别。基于以决策树为基础分类器的系综算法,建立空管运行数据安全自动分级模型。通过与其他机器学习算法的对比实验,验证了所提算法在自动分级准确率上的优越性,达到了95.5%。

摘要：为了实现对拼接镜子镜之间相对曲率半径的精确测量,提高各子镜曲率半径的匹配精度,提出了一种使用Shack-Hartmann传感器和高精度球径仪测量球面子镜相对曲率半径的新方法,并建立了一个实验系统。该方法首先使用共焦调整方法使各子镜共焦,用S-H传感器测量子镜的轴向离焦量,轴向调整压电陶瓷促动器,使由传感器测得的离焦量接近于0;最后,再对子镜进行一次共焦调整之后,使用高精度球径仪来测量各子镜之间的相对曲率半径差。实验采用的拼接镜由3块对边长300mm的正六边形子镜组成,子镜为球面,设计曲率半径为2000mm。分析测试结果表明,该方法测得的球面拼接子镜的相对曲率半径精度约为1μm,该方法表明适用于大型球面拼接镜面望远镜各子镜相对曲率半径的检测。