摘要：针对FAST促动器可靠性不足,严重影响望远镜观测的问题,从自净化功能、驱动系统、环境防护、状态监测等方面进行优化,完成整机可靠性增长方案设计,并提出多台异步纠正的加速可靠性增长试验方案。对可靠性增长方案的平均无故障工作时间(Mean time between failures, MTBF)进行理论估算,其值为81 536 h,相比2019年增长将超过12倍。采用3台样机进行连续可靠性增长试验,并通过跟踪与往复连续交替运行模式及增加负载的方法进行加速。试验从2019年5月至2022年8月,期间除3#样机累计有3次B类故障外,其余2台样机均无故障,最后采用时间截尾方式结束。利用AMSAA模型对试验数据进行分析,3台样机的平均当量MTBF值为80 061 h,与理论计算数值非常接近,验证了该方案可靠性增长的有效性。对完成全部升级后的一年运行情况进行统计分析,FAST促动器平均故障率为0.35台/天,相比升级前降低了12.2倍,其降低幅度与可靠性增长理论分析和试验结果基本吻合,再次验证了该可靠性增长方案及可靠性增长加速试验方案的有效性。通过优化设计、理论分析、试验验证与工程实践相结合的综合研究方法,实现了FAST促动器可靠性的大幅增长,使促动器群系统可靠度提升了一个数量级,可为其他类似研究提供参考。

摘要：根据FAST望远镜对主动反射面变形驱动的要求,介绍了一种液压驱动方案并给出不同工况的实现方法。建立了液压促动器的AMESim仿真模型,研究了跟踪与随动工况下的运动特性。通过搭建的试验样机及测试平台,对跟踪与随动工况进行了试验验证。对比可知,该液压促动器方案设计合理,两种方法的性能一致性较好,满足相应指标要求。同时结果表明仿真可为样机开发提供可靠设计参数,提前预知多项动态性能。

摘要：为500 m口径球面射电望远镜(FAST)的中心反射面单元开合机构设计了一种特殊传动装置,可以将旋转运动转换为旋转与平移同时进行的复合运动。该装置可使开合机构打开和闭合FAST中心正五边形空间,使馈源舱可在中心反射面下方的停靠平台上降落和升起。对装置进行了自由度分析,针对采用右旋丝杠时导槽右旋和左旋两种方案,分别建立装置的三维模型,进行理论分析和动力学仿真及定性和定量的对比。理论分析和仿真结果一致表明:左旋方案中滑块和导槽之间力和力矩较小,选用此方案可减小电机输出转矩,增加机构使用寿命。

摘要：我国正在建设500m口径球面射电望远镜(FAST),为了能够充分发挥自身口径大的优势,确保望远镜在世界上的领先,将自主研发世界一流的超宽带通用型数字后端(CRANE)。在整个CRANE开发中,硬件部分通过与中科院自动化研究所的合作,不仅开发了现场可编程门阵列(FPGA)运算板FDB(FAST Digital Backend),还开发了3 Gbits/s 12 bits的宽带高精度模数转换电路板(ADC)芯片,并用此实现3 GHz带宽的一次性覆盖。此超宽带通用型数字后端同时也包括开发模拟信号前端电路板(AFB)。固件部分,目前研制者计划在FDB上实现百万级通道频谱仪——CRANE项目将优化FFT,研究级联式FFT来实现大点数FFT。一级FFT运算单元的分辨率可能会造成最终频点输出时信号失真,通过在Matlab上进行级联FFT算法仿真,研究了信号失真的情况,并用Matlab模拟还原出真实信号。

摘要：FAST(中国天眼)保护区内地质灾害发育,目前共有在册地质灾害132处,属地质灾害高易发区域,区内地质灾害隐患已对FAST工程的安全运行构成威胁。本文以FAST保护区现有地质灾害为研究对象,采用实地调查、资料收集、数理统计等方法,对保护区内地质灾害的发育特征进行分析,建立地质灾害关联模型,研究区内地质灾害孕灾条件及影响因素之间的耦合关系,并对区内地质灾害成因机理进行分析研究,提出了防治措施及监测预警建议。FAST保护区滑坡地质灾害主要有“牵引式”、“推移式”两种破坏力学模式,其中小型滑坡多呈“牵引式”破坏,中型、大型滑坡多呈“推移式”破坏;区内崩塌危岩体的主要破坏模式有“倾倒式”、“坠落式”、“滑移式”。区内地质灾害主要诱发因素是强降雨和人类工程活动,因此,强降雨前后应做好地质灾害巡查防控,区内开展岩土工程活动前需做好科学评估和规划,避免人为引发地质灾害。