摘要：从误差传递的角度研究了30m望远镜(TmT)三镜大型Stewart平台的转动精度。首先,利用奇异值分析Stewart平台速度雅克比矩阵,得出机构条件数与支腿伸长量的关系。利用条件数与系统误差传递系数的关系推导出TmT三镜特殊运动形式下支腿伸长量误差与平台姿态误差的关系,并使用mATLAB优化平台结构参数得出一组优化解。然后,利用ADAmS对之前的理论推导进行仿真验证。最后,利用已知误差传递模型结合精度实验数据进行实验,辨识得出Stewart支腿伸长误差为均匀分布、动平台转动误差向量模为双峰分布。利用mATLAB进行模拟,模拟结果显示:假设支腿伸长误差为0到1之间均匀分布,动平台转动误差向量模的期望会由优化前的5.345 4×10-4变为优化后的4.272 1×10-4,优化量约为20%;转动误差分布的两个肩峰相互靠拢且向0点移动。

摘要：为了满足30m望远镜(TmT)三镜系统(m3S)对抗震性能的要求,对在返回周期为200年和1000年的地震载荷条件下的三镜支撑结构的性能进行了分析。首先,根据三镜支撑结构的特点,对TmT整体的地震响应谱进行了修正,得到了适用于三镜支撑结构的地震响应谱。然后,分析了三镜支撑结构在不同等级地震激励下的位移、应力和加速度响应。分析结果显示,当返回周期为1000年的地震从水平面内两个正交方向及竖直方向同时传递到三镜支撑结构中时,系统响应最大;此时,三镜支撑结构中各部件的最大加速度为2.844g,最大位移为1.544mm,最大应力为552.316mPa,三镜上最大应力为1.401mPa。根据材料力学性能可知,侧支撑杆会发生破坏,需要采取地震防护措施对三镜进行保护。本文在进行谱分析时较完整地考虑了各项因素,结果数据精确可靠,可为三镜系统的详细设计提供指导。

摘要：为保证30 m望远镜(thirty-meter telescope,TmT)聚集的光线顺利进入各个终端设备,设计了一套适用于30 m望远镜的精密跟踪指向三镜系统.该系统包含有基于Whiffle-tree原理的三镜支撑系统设计和采用地平式结构的跟踪指向系统设计2两个部分.通过参数化建模手段,在ANSYS中建立了系统的详细模型,联合matlab完成了98个主要工况下的静力学分析后,对镜面面形结果以及结构变形情况进行了统计总结.最后将面形误差引入到ZEmAX中,分析了三镜面形变化对光学调制传递函数的影响.结果表明:98个工况下三镜位置与理想位置最大偏差为1.28 mm,系统的第一阶谐振频率为15.1 Hz,各工况下三镜面形精度均满足指标要求.三镜面形误差对系统mTF影响较大,但通过主镜主动光学校正后可以明显提高成像质量,满足使用要求.通过分析可知,该方案能够满足30 m望远镜项目的需求.探索与解决巨型望远镜的这些技术问题能够大大提高中国在超大口径光学望远镜上的设计和制造能力,并为建设中国下一代巨型望远镜积累丰富的经验.

摘要：介绍30 m望远镜(TmT)的相关背景以及我国在TmT项目中承担的任务。从TmT三镜系统的总体要求出发,论述了三镜系统的两个主要部分(m3CA和m3PA)的具体要求、技术难点以及初步方案。针对m3CA,介绍了底支撑方案和侧支撑方案,采用Kinematic的底支撑方案时其面形精度RmS可以达到109.7 nm,SlopeRmS为0.95μrad,采用Kinematic的侧支撑方案时其面形精度RmS<15 nm,一阶谐振频率等于17.7 Hz,均达到了设计要求。针对m3PA,介绍了Tilt轴系和Rotator轴系的方案。最后,简要介绍了三镜控制系统(m3CS)的要求和目标。