【摘 要】
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LAMOST(The Large Sky Area Multi-Object Fiber Spectroscopic Telescope)是一架反射式施密特天文望远镜,其1.75米直径焦面板上布置的4000根光纤使其成为世界上光谱获取率最
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LAMOST(The Large Sky Area Multi-Object Fiber Spectroscopic Telescope)是一架反射式施密特天文望远镜,其1.75米直径焦面板上布置的4000根光纤使其成为世界上光谱获取率最高的望远镜。LAMOST使用并行可控式光纤定位技术,每根光纤都安装在一个能对其精确定位的光纤定位单元。光纤定位单元使用双回转方式对光纤定位,主要包含双回转机械结构、电机和驱动板三个部分。为了进一步提高光谱获取率,研究人员设计了更小的光纤定位单元,直径仅10mm,但出于尺寸和效率达到考虑,10mm单元使用了无刷直流电机取代了以往光纤定位单元使用的步进电机。不同的电机和严苛的尺寸限制时10mm单元的驱动系统设计成为一个难题。无刷直流电机是一种借助驱动电路以软件控制电机换相,从而取消碳刷、滑环结构的直流同步电机。无刷直流电机和步进电机都是直流同步电机,二者具有相似的机械结构,但有着截然不同的特性。无刷直流电机具有启停性能好、效率高、发热少、运转平稳、噪音震动小等特点,但较少应用于位置控制;而步进电机可以进行一定精度的位置控制,但有着噪音震动大、发热严重、效率低、难以达到较高转速、易丢步等缺陷。无刷直流电机虽然本身并非设计用于位置控制,但本身与步进电机相似的机械结构辅以细分控制、转子位置检测等技术使其可以实现一定精度的位置控制。本课题设计了适用于10mm单元的无刷直流电机驱动板硬件,其宽度仅8mm。课题还将细分、位置检测等技术应用到电机的控制过程中,为驱动板设计了软件控制系统,最终实现了无刷直流电机的无传感器位置控制。
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