Исследование и разработка методов измерения и контроля пространственного положения многосегментных объектов в сложных астрофизических оптических комплексах тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.11.15, кандидат наук Клем Андрей Иванович

• Клем Андрей Иванович
• кандидат наук
• 2020

Оглавление диссертации кандидат наук Клем Андрей Иванович

Введение

Глава 1. Проблемы адаптации в сложных астрофизических комплексах наблюдения и пути их решения

1.1 Общие проблемные вопросы сложных астрофизических комплексов наблюдения

1.2 Специфика астрофизических комплексов наблюдения космического базирования

1.3 Роль системы адаптивного управления в астрофизических комплексах наблюдения космического базирования

1.4 Современное состояние и перспективы развития систем адаптивного управления в сложных астрофизических оптических комплексах наблюдения

1.5 Критерии оценки концепций и технических решений для системы адаптивного управления космическим телескопом

1.5.1 Искажающие факторы и их характеристики

1.5.2 Система адаптивного управления в условиях действия ограничений бюджета ошибок телескопа

1.5.3 Выводы о возможности создания системы адаптивного управления телескопа в условиях действия искажающих факторов

1.6 Аберрационный расчет оптической системы космического телескопа «Миллиметрон»

1.7 Анализ вариантов построения адаптивных оптических систем применительно к космическому телескопу

1.8 Анализ принципиальных схем построения системы адаптивного управления составного главного зеркала телескопа

1.9 Выработка концепции построения системы адаптивного управления космического телескопа

Стр.

1.10 Разработка алгоритма работы системы адаптивного управления астрофизического комплекса наблюдения

1.10.1 Разработка алгоритма адаптивного управления многоэлементным зеркалом в общем виде

1.10.2 Разработка алгоритма работы системы автоматической стабилизации составного главного зеркала космического телескопа

Выводы по Главе

Глава 2. Анализ метрологического обеспечения и разработка средств измерений и контроля пространственного положения сегментов составного главного зеркала космического телескопа

2.1 Анализ метрологического обеспечения составного главного зеркала космического телескопа

2.1.1 Измерительные технологии контроля формы и взаимного положения сегментов главного зеркала космического телескопа

2.1.2 Решение измерительных задач в проектах астрофизических комплексов космического базирования

2.1.3 Анализ измерительных систем и приемной аппаратуры применительно к исследуемому космическому телескопу

2.1.4 Общие соображения по проблеме создания измерительной системы контроля формы и взаимного положения сегментов главного зеркала космического телескопа

2.2 Разработка стыковочного датчика системы автоматического управления составным главным зеркалом

2.2.1 Оценка погрешности позиционирования сегментов главного зеркала и местоположения чувствительных датчиков

2.2.2 Структура датчика системы автоматической стабилизации

главного зеркала космического телескопа

Выводы по Главе

Стр.

Глава 3. Разработка математической модели системы адаптивного управления главного зеркала космического телескопа

3.1 Исходные данные для моделирования контроля положения сегментов составного главного зеркала космического телескопа

3.2 Структура управления положением прецизионного сервопривода в модели системы адаптивного управления телескопом

3.3 Реализация контура управления током сервопривода на постоянных магнитах в численной модели системы адаптивного управления телескопом

3.4 Результаты численного моделирования системы адаптивного управления телескопом

3.5 Метрологическая аттестация численной модели системы адаптивного управления составным главным зеркалом 109 телескопа

Выводы по Главе

Общие выводы и заключение

Список сокращений и условных обозначений

Список литературы

Введение

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Исследование и разработка методов измерения и контроля пространственного положения многосегментных объектов в сложных астрофизических оптических комплексах»

Актуальность работы.

Совершенствование астрономических средств наблюдения неразрывно связано с реализацией предельных по качеству получаемых изображений. Качество получаемых телескопом изображений определяется количеством получаемой им информации. В свою очередь количество информации, которое может быть получено оптическим телескопом, во многом зависит от выбранной концепции построения и технологичности технических средств. Существующим уровнем технологии предельное качество изображений не обеспечивается из-за ряда ограничений, связанных с опережающим характером помехового воздействия на качество изображения при увеличении диаметра зеркал оптических телескопов (диаметр главного зеркала более десяти метров). Необходимы новые подходы и решения в части метрологического обеспечения функционирования комплекса, использующего средства адаптивной оптики и новые алгоритмы управления.

Данной проблеме уделяется большое внимание, ей посвящены работы российских и зарубежных ученых, среди которых J. М. Beefier, I. S. Bowen, G. A. Chanan, A. D. Gleckler, Shu Ker-Li, J. E. Nelson, B. Schaefer, S. Shaklan, B. L. Ulich, Л. А. Больбасова, А. Г. Верхогляд, М. А. Воронцов, А. В. Демин, Е. В. Ермолаева, В. А. Зверев, Ф. Ю. Канев, В. П. Лукин, Д. Д. Максутов, А. М. Савицкий, М. Н. Сокольский, В. Г. Сурдин, В. В. Сычев, В. Г. Тараненко, В. Ю. Теребиж, О. И. Шанин, В. И. Шмальгаузен, Б. М. Шустов и др.

Цель диссертации заключается в разработке методов и средств измерения и контроля пространственного положения сегментов крупногабаритного составного главного зеркала (СГЗ) астрофизического комплекса в реальном времени, реализующих высокую точность и надежность адаптивной коррекции качества изображения.

Для достижения установленной цели в диссертации были поставлены следующие задачи:

- провести исследование эффективности применения различных принципов измерения и контроля крупногабаритных многосегментных объектов в сложных астрофизических комплексах с позиции уменьшения погрешности позиционирования сегментов;

- разработать алгоритм управления сегментами СГЗ астрофизического комплекса и коррекции погрешностей волнового фронта (ВФ) принимаемого излучения;

- разработать порядок информационно-метрологического обеспечения, включая приемные технические средства, а также средства контроля положения сегментов составного главного зеркала;

- разработать численную модель адаптивной системы измерения и контроля сегментов главного зеркала и провести метрологическую аттестацию модели с целью оценки ее достоверности.

Методология исследования.

При решении поставленных задач исследования и разработки системы адаптивного управления (САУ) СГЗ использовались методы математического и регрессионного анализа, теории вероятностей и математической статистики, принцип псевдообращения контрольного пучка излучения и фотоэлектроннооптического усиления сигнала углового рассогласования, векторного управления и теории линейных систем, математического моделирования.

Научная новизна.

Разработаны и предложены новые методы измерения и контроля пространственного положения сегментов СГЗ, позволяющие повысить точность и надежность адаптивной коррекции качества изображения.

Повышение точности и надежности САУ впервые предложено осуществить дополнительно перераспределением и выравниванием аберраций оптической системы по полю изображения.

В целях минимизации вредного влияния искажающих факторов, впервые предложено использовать в качестве опорного источника излучения

энергетический центр смещенного с оптической оси участка фона в видимой области спектра. Это позволит значительно упростить схему построения комплекса и повысить точность адаптивного управления в двухуровневой системе (система автоматической стабилизации исходной юстировки (САС) и система адаптивного управления (САУ)) за счет снижения динамического диапазона искажений в режиме адаптивной коррекции по опорному источнику.

Предложен также новый подход к решению задачи метрологического обеспечения функционирования сложного астрофизического комплекса в реальных условиях действия, заключающийся в рациональном выборе базовых точек и распределении допусков при выборе и обосновании алгоритма управления пространственным положением сегментов составного зеркала телескопа. Данный подход делает возможным создание многосегментных крупногабаритных (до 25...100 м) структур и новых технологий с элементами интеллектуального управления.

Разработан и отлажен новый алгоритм коррекции положения сегментов СГЗ астрофизического комплекса для режимов автоматической стабилизации и адаптивного управления. Разработаны рекомендации по алгоритму управления многосегментным СГЗ применительно к проекту космической обсерватории «Миллиметрон», основанный на методе трех точек.

Разработаны новые методы контроля формы оптической поверхности многосегментного СГЗ астрофизического комплекса, позволяющие решать технологические задачи при создании крупногабаритных оптических телескопов различного назначения. Вместо традиционной обработки избыточных данных о положении каждого сегмента предложено контролировать и поддерживать нулевое взаимное угловое рассогласование сегментов, заданное исходной юстировкой.

Разработана новая численная модель САУ СГЗ, моделирующая раскрытие СГЗ космического телескопа из транспортного в рабочее положение и поддержание формы СГЗ с погрешностью позиционирования сегментов в допустимых пределах.

Практическая значимость.

Результаты, полученные в диссертации, использованы в производственном процессе предприятия ООО «Проектно-исследовательский центр АРЕС», являющегося дочерним предприятием Астрокосмического центра Физического института имени П. Н. Лебедева РАН, при создании космической обсерватории «Миллиметрон» в части метрологического обеспечения космического телескопа.

Титульные листы технологических инструкций по измерению элементов КТ «Миллиметрон» и сопутствующей технологической оснастки представлены в Приложениях.

Результаты исследования могут быть также использованы при адаптивной коррекции искажений в многосегментных объектах сложных систем, не ограничивающихся областью астрофизических исследований. Приложениями результатов исследования помимо средств получения информации, могут быть, к примеру, повышение эффективности за счет улучшения фокусировки луча в формирующих оптических системах, решающих задачи энергетического плана: транспортировка солнечной энергии на наземные приемные устройства, формирование и транспортировка мощного лазерного излучения в космос для борьбы с космическим мусором, либо для функционального подавления работы наблюдательных спутников вероятного противника, создание установок, реализующих управляемые термоядерные реакции. Разработанные методы измерения и контроля пространственного положения многосегментного СГЗ телескопа позволят значительно увеличить информативность оптических средств наблюдения за счет повышения эффективности адаптивной коррекции искажений в изображении.

Достоверность результатов.

Разработанная концепция построения системы измерения и контроля в САУ сегментами крупногабаритных многосегментных объектов в сложных астрофизических комплексах построена на известных физических принципах и методах исследования и подтверждается аналитическими методами. Структурные решения и алгоритм контроля многосегментного зеркала базируются на анализе

передового опыта создания систем управления крупногабаритных адаптивных оптических телескопов. Расчет оптимального расположения базовых точек приемной измерительной аппаратуры системы контроля сегментов СГЗ проведен на лицензионном ПО МаШСАО, аберрационный расчет и оптимизация оптической системы объекта исследования - на лицензионном ПО 7етах ЕЕ, математическая модель САУ СГЗ реализована на лицензионном ПО МАТЬАВ Simulink. Достоверность математической модели подтверждена в ходе метрологической аттестации в соответствии с действующим стандартом Р 50.2.004 2000.

Апробация работы.

Результаты работы докладывались и обсуждались на совещании в Астрокосмическом Центре Физического института имени П. Н. Лебедева РАН, Москва, 6 июля 2016 г. [1]; на XII, XIII и XIX Всероссийском совещании-семинаре «Инженерно-физические проблемы новой техники», Москва, МГТУ им. Н. Э. Баумана, 20-22 апреля 2016 г., 24-26 апреля 2018 г. и 17-19 марта 2020 г. соответственно [2-4].

Положения, выносимые на защиту:

1. Научно-техническое обоснование принципов построения системы адаптивного управления составного главного зеркала диаметром 10 м астрофизического комплекса космического базирования с точностью воспроизведения поверхности зеркала 10-5 м в оценке среднего квадратического отклонения.

2. Алгоритм измерения и контроля пространственного положения сегментов составного зеркала, позволяющий повысить точность и устойчивость адаптивного управления, а также эффективность подавления погрешностей волнового фронта излучения, регистрируемого телескопом излучения.

3. Концепция информационно-метрологического обеспечения жизненного цикла составного главного зеркала крупногабаритного астрофизического комплекса космического базирования, использующая предложенный

принцип стыковочного автоколлимационного датчика контроля взаимного положения сегментов зеркала.

4. Разработанная численная модель адаптивного управления сегментами составного главного зеркала астрофизического комплекса, обладающая высокой достоверностью, подтвержденной в ходе метрологической аттестации в соответствии со стандартом Р.50.2.004 2000.

Публикации результатов работы.

Результаты диссертационной работы представлены публикациями в 9 научных работах в рецензируемых изданиях, входящих в перечень ВАК РФ, общим объемом 5,95 п.л. [5-13], из которых 4 переводные версии научных работ, индексируются в Scopus [5-8], патентом на полезную модель [14] и технологической документацией внедрения результатов работы в практическую деятельность создания космического телескопа «Миллиметрон».

Структура диссертации.

Работа состоит из введения, трех глав, общих выводов по диссертации, списка сокращений и условных обозначений, списка литературы из 124 наименований, списка иллюстративного материала и приложений. Она содержит 112 страниц машинописного текста, 32 рисунка, 6 таблиц.

Глава 1. Проблемы адаптации в сложных астрофизических комплексах

наблюдения и пути их решения

1.1 Общие проблемные вопросы сложных астрофизических комплексов

наблюдения

Астрофизические комплексы наблюдения призваны помочь в решении целого ряда фундаментальных и научно-прикладных задач. Среди них фотометрические и спектральные исследования газовых оболочек звезд, планет и планетных систем, внегалактических и слабых нестационарных объектов; поиск и исследование объектов в различных областях спектра, фотодетектирование и лазерная локация естественных и искусственных объектов и другие задачи. С решением данных задач связано стремление увеличить проницающую способность комплекса наблюдения, т.е. заглянуть глубже в космическое пространство [15; 16]. Проницающую способность комплекса наблюдения характеризует звездная величина 2.

^ ~ Топт^Т^' (1.1)

где топт - коэффициент пропускания оптики и атмосферы, характеризующий потери информации в оптической системе;

В - диаметр приемной апертуры, в данном случае СГЗ, в метрах;

8 - угловой размер изображения при воздействии искажений на ВФ излучения;

^ - квантовый выход приемника излучения;

? - время регистрации излучения, в секундах.

По сути звездная величина характеризует концентрацию принятой энергии излучения в пятне рассеяния 8. В выражении (1.1) возможности увеличения коэффициента пропускания топт, квантового выхода приемника ^ (наибольшая величина ^ - 80%, характерна для приемников на ПЗС-матрицах) и времени регистрации объекта наблюдения ? ограничены [17; 18]. Таким образом,

проницающая способность астрофизического комплекса может быть увеличена за счет увеличения диаметра СГЗ О и за счет повышения качества изображения посредством увеличения разрешающей способности астрофизического комплекса Я.

1

Я = 1 (12)

Наглядный пример влияния разрешающей способности на качество получаемого астрофизическим комплексом изображения представлен на Рисунке 1.1.

Л

а б

Рисунок 1.1.

К вопросу о разрешающей способности на примере изображения тесной двойной звезды: различение двойной звезды на изображении при повышении разрешения Я астрофизического комплекса б по сравнению с а [17]

Увеличение диаметра СГЗ вместе с повышением качества изображения дает увеличение количества информации в пятне рассеяния 8. При создании сложных астрофизических оптических комплексов естественным является стремление увеличить объем получаемой информации наблюдений. Для оценки эффективности сложных астрофизических комплексов по критерию информативности в работе [19] введен инвариант информативности астрофизического комплекса дифракционного качества <^теор и реальный инвариант информативности <^реал.

Стеор = 0,545 • Топт • О4 • 1д2 у, (1.3)

где: Ш - угловое поле в радианах;

Я - длина волны регистрируемого излучения, в метрах.

(1.4)

где К2 - квадрат превышения реального среднеквадратического размера изображения точки 5реал при действии /-ых искажающих факторов над дифракционным 52.

К2 = ^ (1.5)

иреал

5р2еал = Я=1 # (1.6)

Таким образом, объем получаемой астрофизическим комплексом информации во многом зависит от выбранной концепции его построения и технических решений, заложенных в астрофизическом комплексе, характеризуемых критерием ^теор, а также от технологии его изготовления, характеризуемой критерием ^реал. Инвариант информативности, описываемый выражениями (1.3)-(1.6), выбран в качестве критерия эффективности во избежание неоправданных осложнений технических решений в проекте КТ.

Точность астрофизического комплекса и его качество ограничивают заложенные в комплексе методы измерения и контроля. Под качеством подразумевается получение максимума информации из получаемого астрофизическим комплексом изображения.

По [19] множество существующих проектов астрофизических комплексов неоптимальны по критерию информативности. Основной тому причиной являются оказывающие на астрофизические комплексы сильное негативное влияние факторы союстировки и поддержания элементов оптической схемы (ОС) с высокой точностью. Так, например, в работе [20] показано, что по информационной эффективности Большой Телескоп Альт-Азимутальный (БТА) с диаметром главного зеркала шесть метров [16; 17; 21] из-за действия искажающих факторов

соответствует телескопу дифракционного качества диаметром главного зеркала лишь 1,7 м.

Как было показано в работе [22] для крупногабаритных СГЗ с увеличением их диаметра возрастает влияние искажающих факторов технологического и инструментального характера. Таким образом, увеличение количества информации за счет увеличения диаметра СГЗ и разрешающей способности становится с определенного для той или иной концепции построения астрофизического комплекса физически невозможным. Опережающий рост влияния искажений, наглядно продемонстрированный на Рисунке 1.2, на количество получаемой крупногабаритным телескопом информации ограничивает размеры СГЗ. По этой причине эффективным с позиции информативности является использование в ОС астрофизических комплексов определенного диапазона значений диаметров СГЗ, при которых станет возможным обеспечить наилучшее качество получаемого астрофизическим комплексом изображения.

О и

Рисунок 1.2.

К вопросу об опережающем росте дисперсии остаточных искажений а2 технологического и инструментального характера (сплошная линия) над искажениями, вызванными дифракцией изображения (пунктирная линия) с

увеличением диаметра СГЗ О [22 ]

1.2 Специфика астрофизических комплексов наблюдения космического

базирования

Объектом исследования диссертационной работы является СГЗ сложного астрофизического комплекса космического базирования - КТ. Конфигурация, геометрические и инерционные характеристики СГЗ взяты из проекта орбитальной астрофизической обсерватории миллиметрового рабочего диапазона длин волн (0,02-17-10-3 м) «Миллиметрон» (проект «Спектр-М», головной исполнитель -Научно-производственное объединение имени С. А. Лавочкина, запуск на орбиту запланирован на 2025 г.) [23, 24]. «Миллиметрону» присущи как общие с другими сложными астрофизическими комплексами проблемные вопросы, так и специфические особенности, обусловленные научно-прикладными задачами проекта и условиями функционирования телескопа в космосе.

Проект космической обсерватории «Миллиметрон» вызывает повышенный научный интерес вследствие его уникальных характеристик [23, 25]. Среди них актуальный рабочий диапазон длин волн (0,02-0,3-10-3 м) для исследования самых слабых объектов наблюдения, определяющий космическое базирование телескопа ввиду непрозрачности атмосферы для корректной регистрации данного диапазона с Земли. Перед «Миллиметроном» ставятся научные задачи [26], требующие высочайшего качества получаемой информации для регистрации слабо излучающих и холодных объектов (далекие галактики, объекты межзвездной среды: газо-пылевые комплексы, области звездообразования и другие). С другой стороны, данный рабочий диапазон длин волн КТ определяет требования к его прецизионности. Точность ориентации КТ составляет не менее 1", точность стабилизации - не менее 0,2". Особое значение имеют две проблемы: достижение температуры отражающей поверхности СГЗ 4,5 К (-268,65°С) и детекторов приемника - 0,1 К (-273,05°С) и проблема соблюдения точности формы отражающей поверхности СГЗ 10-5 м (СКО) световым диаметром параболоида десять метров [27]. СГЗ телескопа образуется по типу антенного рефлектора космического радиотелескопа проекта «Радиоастрон» [28] из автоматически

Рисунок 1.3.

Этапы раскрытия лепестковых сегментов СГЗ: а - СГЗ в сложенном (транспортном) состоянии, б - в раскрытом (рабочем) виде [23]

раскладывающихся, как показано на Рисунке 1.3, двадцати четырех лепестковых сегментов (ЛС) и трехметрового стационарного центрального сегмента (ЦЗ) [29]. Обеспечение и поддержание точности 10-5 м (СКО) воспроизведения формы поверхности СГЗ диаметром десять метров является одной из ключевых проблем всего проекта «Миллиметрон»: от успешного решения данной проблемы во многом зависит успех всего проекта.

ОС КТ «Миллиметрон» трехзеркальная, представлена на Рисунке 1.4. ОС состоит из параболического СГЗ и гиперболического вторичного зеркала (ВЗ), построенных по схеме Кассегрена, а также плоского поворотного перископического зеркала.

Как отмечалось ранее, астрокосмический комплекс наблюдения космического базирования на примере космической обсерватории «Миллиметрон» обладает рядом специфических особенностей, которые необходимо учесть в дальнейшем исследовании:

- телескоп работает в условиях глубокого космоса, требующего защиты как самого телескопа, так и средств, обеспечивающих его функционирование от

Рисунок 1.4.

Оптическая схема КТ «Миллиметрон», размеры в миллиметрах [23]

воздействия различных факторов;

- КТ является прежде всего оптическим инструментом, а не радиотелескопом, поэтому требования, предъявляемые к нему, в части формирующей оптической системы, конструкции и технологии существенно выше;

- главным элементом телескопа является крупногабаритное (диаметром 10 м) составное зеркало, которое совместно с другими элементами и средствами обеспечивает получение предельно возможного объема информации из космоса;

- работа КТ предусматривает длительный цикл функционирования телескопа в рабочем режиме (10 и более лет), что потребует специальных мер по обеспечению надежности (непрерывный или периодический контроль функционирования, дублирование некоторых функций, возможности коррекций и т.п.);

- эффективность работы телескопа на орбите во многом будет определяться особенностями объекта исследования, включая такие параметры как интенсивность излучения объектов в области спектра (10-1000)^ 10-6 м, характер излучения фона, его яркостные неоднородности, размер этих неоднородностей и т.д.;

- создание КТ предусматривает также проведение комплекса работ по созданию бортового научного комплекса по регистрации и передаче информации на наземный комплекс для последующей ее обработки;

- формирование характеристик телескопа диктуется необходимостью получения максимальной информации об исследуемых объектах при имеющих место ограничениях конструктивного и технологического характера. Так, для выбора углового поля КТ необходимо принимать во внимание информативность получаемого изображения, ограничения оптики телескопа, реальное разрешение оптической системы и допустимые параметры приемно-регистрирующей системы.

С улучшением чувствительности и углового разрешения телескопов связана с одной стороны перспектива фундаментальных исследований в астрофизике и эффективность работы телескопов - с другой. Обеспечение высокой

чувствительности КТ связано со сложными научными и техническими проблемами большого размера составного зеркала телескопа, его охлаждения, повышенными требованиями к параметрам приборов и др.

В ходе процесса развертывания вне зависимости от кинематической схемы ОС КТ возникают погрешности в установке её составляющих элементов. По этой причине неизбежно снижение основных качественных показателей устройства. Для решения этой проблемы, направленного на повышение эффективности работы КТ: увеличения его чувствительности и разрешающей способности, необходимо управление поверхностью СГЗ крупногабаритного КТ. Управление СГЗ осуществляется с помощью механизмов адаптивной автоматической коррекции положения поверхности зеркал. Поскольку длина волны Храб, на которой работает КТ составляет 0,3 •Ю-3 м, то очевидна прецизионная точность установки сегментов СГЗ.

Таким образом, данная работа нацелена на решение проблемы соблюдения точности СГЗ КТ для достижения высокого качества получаемой с него информации наблюдений. Требуемое качество изображения достигается за счет комплекса мер, в число которых входят прецизионное изготовление элементов КТ и в частности сегментов СГЗ [27], а также обеспечение точности их позиционирования за счет методов измерения и контроля входящих в СГЗ сегментов, в частности - САУ.

1.3 Роль системы адаптивного управления в астрофизических комплексах наблюдения космического базирования

Актуальность САУ [15; 16] для современных и перспективных сложных астрофизических комплексов наблюдения неразрывно связана с решением насущных проблем, возникающих при создании данных комплексов.

Перспективным является применение САУ для измерения и контроля положения сегментов СГЗ. Современные САУ получили широкое распространение в лазерных комплексах и средствах наблюдения для формирования и фокусировки

лазерного луча и увеличения количества информации, получаемых оптическими системами в условиях действия помеховых факторов. Адаптивные системы широко применяются в медицине, астрофизике, ВПК, приборостроении и других приложениях [30]. В работах [15; 16; 31-34] представлена обширная картина становления и развития атмосферных адаптивных оптических систем и средств в мире. Ретроспективный анализ развития атмосферной адаптивной оптики приводит к выводу, что крупногабаритные телескопы являются одним из важнейших приложений для САУ.

Применительно к КТ САУ решает следующие задачи:

- обеспечение динамической союстировки оптической системы по критерию качества изображения в условиях действия астрофизического комплекса;

- обеспечение режима сверхточного наведения астрофизического комплекса на заданную точку пространства.

Иными словами САУ позволяет проводить непрерывную доюстировку динамически союстированного САС СГЗ и вторичного зеркала во время наблюдений по сигналу рассогласования, который формируется по опорному источнику. Примером опорного источника является звезда. Опорный источник нужен для точного, долговременного наведения телескопа на объект наблюдения. САУ позволяет нивелировать либо вовсе устранить искажающие факторы вне комплекса рассматриваемых, к примеру, влияние излучения Солнца на КТ.

САС - это частный случай САУ, решающая только задачу динамической союстировки оптической системы по критерию качества изображения в условиях действия телескопа. Критерий качества изображения определяется фазовыми соотношениями на СГЗ. Применительно к КТ САС можно охарактеризовать как систему регулирования предварительно заданного на земле положения сегментов СГЗ для сохранения этого заданного положения лепестков на орбите. Другими словами, САС работает только с объектом юстировки, в нашем случае с СГЗ.

1.4 Современное состояние и перспективы развития систем адаптивного управления в сложных астрофизических оптических комплексах наблюдения

Стремительное развитие систем адаптивного управления началось относительно недавно. В связи с развитием вычислительной техники и элементной базы в 1970-е года появилась возможность обрабатывать большие массивы данных о положении составных элементов в реальном времени и успешно осуществлять непрерывный контроль многосегментных объектов с целью повышения объема информации, получаемого с данных объектов. Именно тогда началась разработка систем адаптивной оптики и появились предпосылки для создания САУ, чтобы в реальном времени избавляться от нежелательных последствий влияния внешних и внутренних факторов, искажающих информацию наблюдений. Особый размах разработка адаптивных систем приобрела в 1980-е года в связи разработкой лазерных установок противоспутникового оружия наземного базирования в рамках программы «звездных войн». С развитием идей использования в целях увеличения собирающей поверхности вместо цельного составного главного зеркала из облегченных и более технологичных сегментов, САУ повсеместно начали оснащаться сложные астрофизические комплексы наблюдения в 2000-х годах.

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Клем Андрей Иванович, 2020 год

Список литературы

1. Дронова О.Б. Протокол совещания от 06.07.2016 г. / Астрокосмический центр ФИАН имени П.Н. Лебедева. М., 2016. 1 с.

2. Сычев В.В., Клем А.И. Адаптивная коррекция искажений в телескопе космической обсерватории «Миллиметрон» // Инженерно-физические проблемы новой техники: Сборник материалов XII Всероссийского совещания-семинара. М.: НУК ИУ МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2016. С. 74-77.

3. Сычев В.В., Клем А.И. Вопросы метрологического обеспечения многоэлементного зеркала крупногабаритного телескопа на примере обсерватории «Миллиметрон» // Инженерно-физические проблемы новой техники: Сборник материалов XIII Всероссийского совещания-семинара. М.: НУК ИУ МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2018. С. 47-51.

4. Сычев В.В., Клем А.И. Вопросы информационно-метрологической оптимизации погрешностей волнового фронта оптической системы // Инженерно-физические проблемы новой техники: Сборник материалов XIV Всероссийской научно-технической конференции с международным участием, посвящённой 85-летию со дня рождения заслуженного работника ВШ РФ, доктора физико-математических наук, профессора Киселёва М. И. , (Москва, 17-19 марта 2020 г.) / ред. кол.: А. А. Крансуцкая, Е. В. Тумакова, Е.

B. Кречетова. М.: Диона. 2020. С. 87-88.

5. Sychev V.V., Klem A.I. Adaptation problems in the space telescope of the millimetron observatory // Atmospheric and Oceanic Optics. 2017. Vol. 20. Issue 4.

C. 389-398.

6. Sychev V.V., Klem A.I.. Algorithm for Controlling a Multielement Mirror using the Millimetron Space Telescope as an Example // Atmospheric and Oceanic Optics. 2018. Vol. 31. Issue 6. С. 667-675.

7. Sychev V.V., Klem A.I.. Metrological Control of the Spatial Positions of Elements of the Millimetron Telescope Primary Mirror // Atmospheric and Oceanic Optics. 2018. Vol. 31. Issue 6. С. 676-681.

8. Samygina E.K., Klem A.I.. Numerical Simulation of the Adaptive Control System of the Composite Primary mirror of a Large-Size Space Telescope // Atmospheric and Oceanic Optics. 2019. Vol. 32. Issue 5. С. 590-596.

9. Сычев В.В., Клем А.И. Проблемы адаптации в космическом телескопе обсерватории «Миллиметрон» // Оптика атмосферы и океана. 2017. Т. 30. № 1. С. 93-102.

10. Сычев В.В., Клем А.И. Алгоритм управления многоэлементным зеркалом на примере космического телескопа обсерватории «Миллиметрон» // Оптика атмосферы и океана. 2018. Т. 31. № 7. С. 578-586.

11. Сычев В.В., Клем А.И. Вопросы метрологического обеспечения контроля пространственного положения элементов главного зеркала космического телескопа обсерватории «Миллиметрон» // Оптика атмосферы и океана. 2018. Т. 31. № 7. С. 587-592.

12. Самыгина Е.К., Клем А.И. Численное моделирование системы адаптивного управления составного главного зеркала крупногабаритного космического телескопа // Оптика атмосферы и океана. 2019. Т. 32. № 4. С. 317-323.

13. Сычев В.В., Клем А.И. Информационно-метрологическая оптимизация погрешностей волнового фронта излучения, регистрируемого телескопом // Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. Приборостроение 2020. №3 (132). С. 37-51. (0,64 п.л. / 0,6 п.л.)

14. Датчик углового рассогласования: пат. 189105 Рос. Федерация, МПК G01B 9/06. / В.В. Сычев, А.И. Клем (РФ). - № 2018139195; заявл. 07.11.18; опубл. 13.05.19.

15. Клеймёнов В. В., Новикова Е. В. Крупногабаритные оптические космические телескопы // Изв. вузов. Приборостроение. 2017. Т. 60. № 7. С. 589-602.

16. Клеймёнов В. В., Новикова Е. В. Действующие крупногабаритные наземные оптические телескопы наблюдения за космическими объектами // Изв. вузов. Приборостроение. 2017. Т. 60. № 7. С. 827-843.

17. Сурдин В. Г. Современный телескоп // Сборник Трудов XII Конференции молодых ученых «Взаимодействие полей и излучения с веществом». Изд-во ИСЗФ СО РАН, Иркутск. 2011. С. 43-47.

18. Шанин Ю.И., Черных А.В. Системы автоматического регулирования адаптивных оптических систем. Аналитический обзор. Часть 1: Управление АОС бортовых лазерных установок // Машиностроение и компьютерные технологии. 2018. №3. С. 51-68.

19. Сычев В.В. К вопросу об эффективности крупногабаритных оптических телескопов // Наука и образование. МГТУ им. Н.Э. Баумана. Электрон. журн. 2015. № 1. C. 101-113.

20. Сычев В.В. Короткова К.И. Измерение деформаций крупногабаритных зеркал в реальных условиях действия телескопа на примере телескопа БТА // Наукоемкие технологии. 2018. №7. С. 55-59.

21. Самые большие телескопы в мире // Журнал «Все о космосе». 2017. URL: Шр8://аЬои1врасе]ота1.пе1/2017/10/24/самые-большие-телескопы-в-мире/ (дата обращения: 25.08.2019).

22. Сычев В.В. Технологические аспекты создания крупногабаритных оптических телескопов // Наука и образование. МГТУ им. Н.Э. Баумана. Электрон. журн. 2015. № 2. С. 269-285.

23. Российская космическая обсерватория «Миллиметрон»: сайт. ФГБУН Физического Института имени П.Н. Лебедева Российской академии наук, Астрокосмический центр. URL: http://mi1Hmetron.ru/index.php/ru/ (дата обращения 15.01.2018).

24. Основные положения Федеральной космической программы 2016-2025: сайт // Государственная корпорация по космической деятельности «Роскосмос». URL: https://www.roscosmos.ru/22347/ (дата обращения 26.08.2019).

25. Wild W., Kardashev N.S., Babakin N.G. Millimetron - a large Russian-European submillimeter space observatory // Experimental Astronomy. 2009. Vol. 23. No. 1. P. 221-244.

26. [Кардашев Н. С.|, Новиков И. Д., Лукаш В.Н., Пилипенко С.В., Михеева Е.В., Бисикало Д.В., Вибе Д.З., Дорошкевич А.Г., Засов А.В., Зинченко И.И., Иванов П.Б., Костенко В.И., Ларченкова Т.И., Лихачев С.Ф., Малов И.Ф., Малофеев В. М., Позаненко А.С., Смирнов А.В., Соболев А.М., Черенащук А.М., Щекинов Ю.А. Обзор научных задач для обсерватории Миллиметрон // Успехи физ. наук. 2014. Т. 184. № 12. С. 1319-1352.

27. Саяпин С.Н., Артеменко Ю.Н., Мышонкова Н.В. Проблемы прецизионности криогенного космического телескопа обсерватории «Миллиметрон» // Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. «Естественные науки». 2014. № 2. С. 50-76.

28. Федорчук С.Д., Архипов М.Ю. Вопросы обеспечения точности конструкции космического радиотелескопа проекта «Радиоастрон» // Космические исследования. 2014. Т. 52. № 5. С. 415-417.

29. Краевский П.А., Шевцов Е.А., Давлетбаев Э.А. Механизм раскрытия главного зеркала космической обсерватории «Миллиметрон» // Решетневские чтения. 2010. №14. C. 63-64.

30. Вирт А., Гонсировский Т. Адаптивная оптика: согласование атмосферной турбулентности // Фотоника. 2007. №6. С. 10-15.

31. Лукин В. П. Формирование оптических пучков и изображений на основе применения систем адаптивной оптики // Успехи физических наук. 2014. Т. 184. № 6. С. 599-639.

32. Канев Ф.Ю. Адаптивная компенсация тепловых и турбулентных искажений оптического излучения, распространяющегося в атмосфере: дис. ... докт. ф.-м. н.: 01.04.05: / Канев Федор Юрьевич. Томск, 2007. 287 с.

33. Больбасова Л.А. Адаптивная коррекция атмосферных искажений оптических изображений на основе искусственного опорного источника: дис. ... канд. ф.-м. н.: 01.04.05: / Больбасова Лидия Адольфовна. Томск, 2009. 148 с.

34. Копылов Е. А. Разработка и исследование эффективности применения адаптивной оптической системы для солнечного телескопа: диссертация ... канд. ф.-м. н.: 01.04.05 / Копылов Евгений Анатольевич. Томск, 2016. 144 с.

35. Адаптивный телескоп: пат. SU1205101. СССР. МПК G02B 23/00. / В.М. Балебанов, Э.А. Витриченко, О.А. Евсеев, А.М. Прохоров, Р.З. Сагдеев, В.В. Сычев, Е.В. Трушин, Н.Д. Устинов. №3700678/24-10; заявл. 15.02.84; опубл. 15.01.86.

36. Стешенко Н. В., Сычев В. В. Опыт работы с 7-элементным адаптивным телескопом. Сб. статей Атмосферная нестабильность и адаптивный телескоп. Л.: Наука, 1988. С. 5-10.

37. Basov, N. G., Dimov, N. A., Gvozdev, M. I., Kokurin, Y. L., Lomakin, V. N., Steshenko, N. V. New Astronomical Telescope AST-1200 with a Segmented Actively Controlled Primary Mirror // The MMT and the Future of Ground-Based Astronomy, Proceedings of a Symposium held to make the dedication of the Multiple Mirror Telescope at the Mount Hopkins Observatory, Arizona on May 9, 1979. Edited by Trevor C. Weekes. SAO Special Report #385. 1979. p.185

38. Васильев А. С., Высоцкий Ю. П., Гутников Б. Я., Духопел И. И., Евдокимов Е. Б., Крюков В. И., Путиловский М. Ю., Рябова Н. В., Стешенко Н. В., Сычев В. В., Тарасов Г.П., Устинов Н.Д., Чемоданов Б. К. Астрономический телескоп ACT 1200 с составным главным зеркалом / Под общ. ред. Н. Д. Устинова // Оптико-механическая промышленность. 1985. № 11. С. 22-25.

39. Баранов Ю.В., Новиков С.Б., Овчинников А.А. Улучшение разрешения телескопа с помощью компенсатора наклонов волнового фронта. В сб. статей Атмосферная нестабильность и адаптивный телескоп. Л.: Наука, 1988. 144 с.

40. Шанин О. И. Адаптивные оптические системы коррекции наклонов. Резонансная адаптивная оптика: монография. М.: Изд-во «Техносфера», 2013. 295 с.

41. NTT Active Optics and Image Analysis // European Southern Observatory. 2013. URL: https: //www.eso .org/sci/facilities/lasilla/telescopes/ntt/overview/actopt.html, accessed 27.01.16.

42. Links to AO Projects & Resources // Institute for Astronomy at the University of Hawaii. URL: http://obswww.unige.ch/~wildif/publications/AO.for.MMT.pdf, accessed 27.01.16.

43. Science with the 8-10 m telescopes in the era of the ELTs and the JWST. Seminar proceedings. // The Instituto de Astrofísica de Canarias, Fundación Ramon Areces. 2009. 257 p.

44. Tyson R. K. Principles of Adaptive Optics. 3rd ed. Taylor&Francis Group. 2011. 300 p.

45. Сычев В.В. Новые технологии изготовления крупногабаритных облегченных конструкций // Конверсия в машиностроении. 2002. № 6. С. 28-36.

46. Постановление Координационного Совета Российской Академии Наук по Техническим Наукам (отделения ЭММПУ) по вопросу «Актуальные проблемы создания супертелескопа АСТ-25» от 17.03.2005 г. // Президиум РАН. М. 2005. №28. 2 с.

47. Ермолаева Е.В., Зверев В.А., Филатов А.А. Адаптивная оптика. Учебное пособие. СПб: НИУ ИТМО, 2012. 297 с.

48. Воронцов М.А., Шмальгаузен В.И. Принципы адаптивной оптики. М.: Наука, 1985. 335 с.

49. Yaitskova N. Adaptive optics correction- of segment aberration // JOS A A. 2009. V. 26. Is. 1. P. 59-71.

50. Hardy J.W., Lefebvre J.E., Koliopoulos C.L. Real-time atmospheric compensation // J.Opt.Soc.Am., 1977. №67. p. 360.

51. Benn C.R., Els S., Gregory T., Sochting I., 0stensen R. NAOMI - Adaptive Optics at the WHT // Science with Adaptive Optics, Part of the series ESO Astrophysics Symposia. 2005. Pp 3-6.

52. Литовка Д.А., Тайгин В.Б., Лопатин А.В. Разработка крупногабаритного трансформируемого прецизионного рефлектора на основе твердотельных отражательных панелей // Решетневские чтения. 2015. №19. С. 115-118.

53. Байбородова, Е. А. Адаптация измерительного оборудования для испытаний конструкций космического аппарата в термовакуумных условиях:

магистерская диссертация: 15.04.05 / Байбородова Елизавета Александровна. Красноярск: СФУ, 2017. 46 с.

54. Сычев В.В. Адаптивные оптические системы в крупногабаритном телескопостроении: монография. Старый Оскол: изд-во «Тонкие наукоемкие технологии», 2005. 464 с.

55. Зверев В.А., Родионов С.А., Сокольский М.Н. Проблемы создания адаптивного зеркала // Изв. АН СССР. Сер. физ. 1980. Т.44. №№10. С. 2066-2074.

56. Сычев В.В. Основные постулаты адаптивной коррекции искажений волнового фронта в крупногабаритных оптических системах // Наука и образование. МГТУ им. Н.Э. Баумана. Электрон. журн. 2014. № 3. С. 310-324.

57. Батшев В.И. Оптические системы, свойства и методы контроля асферических поверхностей большого диаметра: дис. ... канд. т. н.: 05.11.07: / Батшев Владислав Игоревич. М., 2010. 121 с.

58. Бондаренко А.В., Докучаев И.В., Князев М.Г., Коноплянников Ю.К., Лазаренко Ю.М., Прилепский Б.В. Лазерная цифровая измерительная система габаритов сооружений на железных дорогах / Современная электроника. М., СТА-ПРЕСС. Электрон. журн. 2005. № 1. URL: http://www.soel.ru/cms/i77/311555.pdf (дата обращения 27.01.2016).

59. The MMT Observatory. History of the Telescope // The Smithsonian Astrophysical Observatory and the University of Arizona. 2012. URL: https://www.mmto.org/node/442, accessed 25.08.19.

60. Lloyd-Hart M., Wildi F., Martin H., McGuire P., Kenworthy M., Johnson R., FitzPatrick B., Angeli G., Miller S. Adaptive optics for the 6.5 m MMT. // R. Angel Center for Astronomical Adaptive Optics. University of Arizona, Tucson, AZ 85721. 2000. URL:

http://obswww.unige.ch/~wildif/publications/AO.for.MMT.pdf, accessed 27.01.16.

61. Абдулкадыров М.А., Семенов А.П. Современные способы изготовления астрономических и космических зеркал // Фотоника. 2015. Т. 51. № 3. С. 62 -79.

62. M. Bougoin, J. Lavenac, Claude Coatantiec, and Vincent Costes A new technological step for sic mirrors preparing OTOS // Proc. SPIE 10563, International Conference on Space Optics. ICSO. 2014. 105631G (17 November 2017).

63. Харди Дж. У. Активная оптика новая техника управления световым пучком, [пер. с англ.]. «таИЭР». 1978, в. 66. № 6. с. 31; Adaptive optics, «J. Opt. Soc. Amer.». 1977. v. 67. № 3. Ю. А. Ананьев.

64. Безуглов Д.А., Решетникова И.В., Сахаров И.А. Адаптивные оптические системы: методы и устройства восстановления и коррекции фазового фронта // Современные проблемы науки и образования. 2014. № 4. URL: http://www. science-education.ru/ru/article/view?id= 13670 (дата обращения 02.02.2016).

65. Омаров В. В., Фоменко А. Ф. Статистические оценки фундаментальных ограничений на применение типовых ПЗС-камер в составе TВ-подсмотров больших оптических телескопов // Астрофизический бюллетень. 2007. №62. С. 102-116.

66. Tелевизионно-оптический визир // ОАО НПО Tранском. URL: http://www.oaotranscom.ru/televizionnoopticheskiivizir (дата обращения: 27.08.2019).

67. Сокольский М.Н. Допуски и качество оптического изображения. Л.: Машиностроение. Ленинградское отделение, 1989. 221 с.

68. Рябова Н.В., Ган М.А. Исследование качества изображения, создаваемого фазированным составным зеркалом. Оптико-механическая промышленность. 1981. №8. С.25.

69. ГОСТ P 8.820-2013. Государственная система обеспечения единства измерений. Метрологическое обеспечение. Основные положения. М.: Стандартинформ, 2019. 11 с.

70. Пышнов В.Н. Создание размерностабильных панелей из высокомодульного цианат-эфирного углепластика для рефлектора обсерватории «Миллиметрон» // Tез. докл. научно-техн. конф. «Оптико-электронные комплексы наземного и космического базирования». Лыткарино. 2014. С. 159-160.

71. Абдулкадыров М.А., Семенов А.П., Патрикеев В.Е., Папаев А.Ю., Пышнов В.Н. Асферизация крупногабаритных высокоасферичных внеосевых поверхностей оптических деталей с произвольным внешним контуром // Научно-технический журнал «Контенант» 2016. Т. 15. № 4. С. 19-25.

72. ATOS II и ATOS III Triple Scan с держателем камер 400 мм и 800 мм. Техническое руководство пользователя / Тр. ОАО «Национальный Институт Авиационных Технологий». М. 2012. 45 с.

73. PRISMO®. Технические характеристики. Российская редакция / Тр. ООО «ОПТЭК». М., 2016. 6 с.

74. Пуряев Д.Т. Методы контроля оптических асферических поверхностей. М.: Машиностроение, 1976. 262 с.

75. Scanning pentaprism measurements of off-axis aspherics / Su Peng et al. // Proc. SPIE. 2004. Vol. 7018. 10 p.

76. Handbook of optical metrology: principles and applications / Edited by Torn Yoshizawa. CRC Press, 2009. 730 p.

77. Дружин В.В., Пуряев Д.Т. Метод Гартмана для контроля форы выпуклых асферических зеркал крупных оптических телескопов // Оптический журнал. 2007. Т.74. №12. С. 4-7.

78. Пуряев Д. Т., Батшев В. И., Капустин А. В., Граф Н. А. Метод фазирования сегментированного главного зеркала радиотелескопа космической обсерватории «Миллиметрон» // Измерительная техника. 2014. № 11. С. 62-64.

79. Полещук А. Г., Насыров Р. К., Маточкин А. Е., Хомутов В. Н., Черкашин В. В., Качкин А. Е., Верхогляд А. Г., Касторский Л. Б., Михалкин В. М. Разработка интерференционно-голографической ИК системы контроля формы центрального параболического зеркала космического телескопа обсерватории «Миллиметрон» // Интерэкспо Гео-Сибирь. 2015. №1. С.12-17.

80. Дубрович В.К., Заика Д.Ю., Качурин В.К., Цема Г.С., Щесняк С.С. Моделирование процесса адаптации космического телескопа «Миллиметрон» // Информация и Космос. 2017. №4. С. 39-43.

81. Лукин А.В., Мельников А.Н., Скочилов А.Ф., Пышнов В.Н. О возможностях лазерно-голографического контроля процессов сборки и юстировки составного главного зеркала телескопа на примере космической обсерватории «Миллиметрон» // Оптический журнал. Т.15. №12. 2017. с. 45-49.

82. Maribel Lucero Álvarez, Carlos Tzile Torres, Emilio Hernández Rios, Castro Santos David, Cabrera Cuevas Lizeth, Leon-Huerta Andrea, Lázaro Hernandez Josefina, Gale David M., Wilson Grant, Narayanan Gopal, Smith, David R. Metrology and surface adjustment of primary reflector panels on the LMT // Proc. SPIE. 2014. Vol. 9151. Advances in Optical and Mechanical Technologies for Telescopes and Instrumentation. 91513S-7.

83. David M. Gale, Maribel Lucero Álvarez, Lizeth Cabrera Cuevas, Andrea Leon-Huerta, Edgar Arizmendi Reyes, Octavio Icasio Hernández, David Castro Santos, Emilio Hernández Ríos, Esteban Tecuapetla Sosa, Carlos Tzile Torres, Miguel Viliesid Alonso. Coordinate metrology of a primary surface composite panel from the Large Millimeter Telescope // Proc. SPIE. 2016. Vol. 9912. Advances in Optical and Mechanical Technologies for Telescopes and Instrumentation II. 991211-1.

84. Верхогляд А.Г., Михалкин В.М., Куклин В.А., Халиманович В.И., Чугуй Ю.В. Система контроля геометрических параметров центрального зеркала космического телескопа «Миллиметрон» // Решетневские чтения. 2014. №18. С. 61-63.

85. LASER Аналоговый датчик перемещений. Серия RAM. Техническое описание // Тр. ЗАО «Сенсор Системс». М. 2015. 9 с.

86. Руководство по эксплуатации преобразователя сигналов FTI-10. // Тр. FISO Technologies inc. Квебек. 2002. 27 с.

87. Резник С. В., Денисов О. В., Чуднов И. В. Основные подходы к формированию программы термовакуумных испытаний прецизионных рефлекторов зеркальных космических антенн // Наука и образование. МГТУ им. Н.Э. Баумана. Электрон. журн. 2013. №08. С. 167-184.

88. Ананьев В.В. Тестоедов Н.А., Двирный Г.В., Двирный В.В. Измерение прецизионных конструкций КА в термовакуумных условиях // Научный

журнал НИУ ИТМО. Серия «Холодильная техника и кондиционирование», 2014. № 1. [Электронный ресурс]: http://www.refrigeration.ihbt.ifmo.ru/

89. Лукин А. В., Мельников А. Н., Скочилов А. Ф. Возможности интерферометрического исследования термодеформаций зеркала контррефлектора телескопа «Миллиметрон» в условиях термобарокамеры на основе применения асферо-голограммного пробного стекла из церодура // Интерэкспо Гео-Сибирь. 2017. №2. С. 36-40.

90. Doyle D., Pilbratt G., Tauber J. The Herschel and Planck Space Telescopes // Proc. SPIE. 2009. Vol 97. № 8. P. 1403-1411

91. Hadaway J., Chaney D., Carey L. The optical metrology system for cryogenic testing of the JWST primary mirror segments // Proc. SPIE 8126. Optical Manufacturing and Testing IX. 81260P (27 September 2011).

92. Lightsey, Paul A.; Atkinson, Charles; Clampin, Mark; Feinberg, Lee D. James Webb Space Telescope: large deployable cryogenic telescope in space // Optical Engineering (American Institute of Physics). Vol. 51. Issue 1. 011003-011003-20. 2012.

93. Lightsey, Paul A.; Knight, J. Scott; Golnik, Gary. Status of the optical performance for the James Webb Space Telescope // SPIE. 2014. Vol. 9143. 914304. pp.16

94. JWST Telescope // Space Telescope Science Institute. URL: https://jwst-docs.stsci.edu/display/JTI/JWST+Telescope (дата обращения 27.08.19)

95. Contos A., Acton D.S. Aligning and Maintaining the Optics for the James Webb Space Telescope (JWST) On-orbit: the wavefront sensing and control concept of operations // Proc. SPIE. 2006. Space Telescopes and Instrumentation I: Optical, Infrared, and Millimeter. 62650X.

96. Knight. J.S. Lightsey P., Barto А., Acton D. S. Image Quality Verification Analysis of the James Webb Space Telescope // Proc. SPIE. 2010. Vol. 7738. 77381Z.

97. Knight J.S., Lightsey P., Acton D.S.. Contos A., Barto A. Observatory Alignment of the James Webb Space Telescope // Proc. SPIE. 2012. Vol. 8442. Space Telescopes and Instrumentation 2012: Optical, Infrared, and Millimeter Wave. 84422C.

98. Александров Ю.А., Андреянов В.В., Бабакин Н.Г., Бабышкин В.Е., Белоусов К.Г., Беляев А.А., Бирюков А.В., Бубнов А.Е., Быкадоров А.А., Васильков В.И., Виноградов И.С., Гвамичава А.С., Зиновьев А.Н., Комаев Р.В.,

Каневский Б.З., [Кардашев Н.С.|, Ковалёв Ю.А., Ковалёв Ю.Ю., Коваленко

A.В., Корнеев Ю.А., Костенко В.И., Крейсман Б.Б., Кукушкин А.Ю., Ларионов М.Г., Лихачёв С.Ф., Лихачёва Л.Н., Медведев С.Ю., Мелёхин М.В., Мизякина Т.А., Николаев Н.Я., Новиков Б.С., Новиков И.Д., Навленко Ю.К., Пономарёв Ю.Н., Попов М.В., Пышнов В.Н., Рожков В.М., Сахаров Б.А., Серебренников

B.А., Смирнов А.И., Степаньянц В.А., Федорчук С.Д., Шацкая М.В., Шейхет А.И., Ширшаков А.Е., Якимов В.Е. Радиоастрон (проект «Спектр-Р») -радиотелескоп много больше Земли. Основные параметры и испытания // Вестник НПО им. С.А. Лавочкина. 2011. №3. С. 11-19.

99. Хусаинова А.Р. Разработка методов контроля геометрии и юстировки крупногабаритных испытательных стендов: магистерская диссертация: 12.04.01 / Байбородова Айгуль Рамилевна. СпБ: ЛЭТИ, 2018. 80 с.

100. Zobrist Tom L. Application of laser tracker technology for measuring optical surfaces: dis. PhD, submitted to the Faculty of the College of optical sciences / Zobrist, Tom L. Arizona. 2009. 356 p.

101. Петров В.В., Юсов А.В., Козлов С.А., Устинова Е.А., Бузик Г.Б., Зуев Ю.В. Регулировка положения и ориентации рефлекторов спутника связи в процессе производства, с применением гексапода под контролем лазерного трекера // Решетневские чтения. 2017. №21-1. С. 160-161.

102. Шиманский Р. В., Полещук А. Г. Метод контроля погрешностей изготовления дифракционных оптических элементов // Интерэкспо Гео-Сибирь. 2017. №1.

C. 46-51.

103. Ефремкин О. С., Шапошников С. Н. Моделирование процесса позиционирования составных частей космического аппарата на окончательных этапах сборки // Известия Самарского научного центра РАН. 2019. №3. С. 72-78.

104. TRITOP. Руководство пользователя / Тр. ОАО «Национальный Институт Авиационных Технологий». М. 2007. 134 с.

105. Компания SYMETRIE для своих гексаподов выбирает усовершенствованные абсолютные энкодеры RESOLUTE™ компании Renishaw: сайт. Renishaw plc. URL: http://www.renishaw.ru/ru/symetrie-hexapods-choose-renishaws-advanced-resolute-absolute-encoders--38342 (дата обращения 31.03.2018).

106. Федотов Г.И., Ильин Р.С., Новицкий Л.А. Лабораторные оптические приборы. М. Машиностроение. 1979. 446 с.

107. Калачев Ю.Н. Векторное регулирование (заметки практика). М. ЭФО. 2013. 72 с.

108. Samygina E. K., Rassudov L. N., Balkovoi A. P. Comparison of linear position and velocity control strategies for a direct servodrive // 2018 25th International Workshop on Electric Drives: Optimization in Control of Electric Drives (IWED). Moscow. 2018. pp. 1-5.

109. Hongwei Fang, Changliang Xia, Zhengwei Chen, Xile Wei. Position servo control of brushless DC motor based on the second discrete filter // 2007 IEEE International Conference on Robotics and Biomimetics (ROBIO). Sanya. 2007. pp. 1838-1842.

110. Biagiotti L., Melchiorri C., Zanasi R. Dynamic Filters for Online Planning Optimal Trajectories // Motion Control Convengo Nazionale ANIPLA. Milano, Italy. 2010.

111. Guarino Lo Bianco C., Ghilardelli F. A Discrete-Time Filter for the Generation of Signals With Asymmetric and Variable Bounds on Velocity, Acceleration, and Jerk // Proc. in IEEE Transactions on Industrial Electronics. 2014. Vol. 61. № 8. pp. 4115-4125.

112. Samygina E. K. Enhancement of Servodrive Control System for Exact Tracking in the Extended Speed Range // 2018 X International Conference on Electrical Power Drive Systems (ICEPDS). Novocherkassk. 2018. pp. 123-126.

113. Wang J., Wu J., Gan C., Sun Q. Comparative study of flux-weakening control methods for PMSM drive over wide speed range // 2016 19th International Conference on Electrical Machines and Systems (ICEMS). Chiba. 2016. pp. 1-6.

114. Rassudov L. N., Balkovoi A. P. Dynamic model exact tracking control of a permanent magnet synchronous motor // 2015 International Siberian Conference on Control and Communications (SIBCON). Omsk. 2015. pp. 1-4.

115. Sheikholeslami C., Goers J., Kramer B. Modern motion control strategies obtain consistent and better performance in uncertain conditions // ACS Motion Control. 2010. pp. 1-8.

116. Bocker J., Beineke S., Bahr A. On the Control Bandwidth of Servo Drives // 13th European Conference on Power Electronics and Applications. Barcelona, Spain. 2009. pp. 1-10.

117. Torque motor (direct drive motor) technical information // HIWIN Motion Control and System Technology. URL:

www.hiwin.com/pdf/torque_motor_rotary_tables.pdf (accessed 15.01.2018).

118. Dreh- und Schwenkrundtische. HIWIN Motion Control and System Technology. URL: https ://pdf. directindustry. de/pdf/hiwin-gmbh/dreh-schwenkrundtische/14370-835949.html (дата обращения 15.01.2018)

119. Samygina E.K., Tiapkin M., Rassudov L.N., Balkovoi A.P. Extended Algorithm of Electrical Parameters Identification via Frequency Response Analysis // 2019 26th International Workshop on Electric Drives: Optimization in Control of Electric Drives (IWED). Moscow. 2019. pp. 1-4. DOI: 10.1109/IWED.2019.8664340

120. Шпак Д.М. Разработка и исследование системы управления высокоскоростных шпинделей станков на базе асинхронных и синхронных электродвигателей: диссертация ... кандидата технических наук: 05.09.03. Шпак Дмитрий Иванович. Москва. 2019. 165 с.

121. Клиначев Н.В., Кулёва Н.Ю., Воронин С.Г. Определение углового положения ротора синхронного двигателя с возбуждением от постоянных магнитов. Вестник ЮУрГУ. Серия «Энергетика». 2014. т. 14. № 2. C. 49-54

122. Р 50.2.004 2000. Определение характеристик математических моделей зависимостей между физическими величинами при решении измерительных задач. Государственная система обеспечения единства измерений. Москва. Госстандарт России. 2000. 12 с.

123. Левин С.Ф. Руководство по выражению неопределённости измерения: проблемы, нереализованные возможности и ревизия. Ч. 2. Вероятностно-статистические проблемы // Измерительная техника. 2018. № 4. С. 7-12. 001: 10.32446/0368-102511.2018-4-7-12.

124. Левин С.Ф. Метрологическая аттестация программного обеспечения методик решения измерительных задач: теория и практика // Системы обработки информации (Украина, Харьков). 2008. № 4(71). С. 117-125

Общество с ограниченной ответственностью

«ПРОЕКТНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ЦЕНТР APEC»

УТВЕРЖДАЮ Генеральный директор ООО «АРЕСЧДДЩ»

/Xjfyf^J Л.С. Бутова iJtfs_ 2019 г.

ЩтЖ

ИЗМЕРЕНИЕ ВНЕОСЕВЫХ ПАРАБОЛИЧЕСКИХ ПОВЕРХНОСТЕЙ

НА КООРДИНА ГНО-ИЗМЕРИТЕЛЬНОЙ МАШИНЕ

г 5 ■ Технологическая инструкция

S 5 I С АС ЦБ 25006.00001

ё É? ^

г S

* ее

S si Я CÛ

ез - =

и г S с С

1 с «

й : S

Формат Л4

ес

г

§ С

о

г?

Содержание

1 ТРЕБОВАНИЯ БЕЗОПАСНОСТИ..........................................................................................3

2 ОБОРУДОВАНИЕ И ПРИСПОСОБЛЕНИЯ..........................................................................6

3 МАТЕРИАЛЫ............................................................................................................................7

4 ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ОСНАСТКА......................................................................................8

5 ТЕХНОЛОГИЯ ИЗМЕРЕНИЯ РАБОЧЕЙ ПОВЕРХНОСТИ ОБЪЕКТА ИЗМЕРЕНИЙ ..9

5.1 Входной контроль объекта измерений и КИМ.................................................................9

5.2 Очистка отражающей поверхности объекта измерений перед измерениями..............10

5.3 Подготовка оборудования КИМ к проведению измерительных работ........................10

5.4 Калибровка щуповой системы КИМ................................................................................14

5.5 Выполнение загруженного плана контроля объекта измерений...................................18

5.6 Обработка результатов измерений КИМ на ПО АБТЯОМА^С..................................24

6 ТЕХНОЛОГИЯ СОЗДАНИЯ ПЛАНА КОНТРОЛЯ ОБЪЕКТА ИЗМЕРЕНИЯ...............27

6.1 Подготовка к созданию нового плана контроля.............................................................27

6.2 Предварительное базирование объекта измерения по точкам......................................27

6.3 Установка плоскостей безопасности................................................................................32

6.4 Создание кривой основного выравнивания по рабочей поверхности измеряемого объекта.......................................................................................................................................33

6.5 Создание набора кривых рабочей поверхности измеряемого объекта.........................46

с §

С

Изм Лист

№ локум.

Подпись

Дата

АСЦБ 25006.00001

о

с *

Разраб.

Клем.А.И

Х.сП Ч

Проверил

Лаухин М.А.

Он;

Н. контр.

Утв.

Измерение внеосевых параболических поверхностей на координатно-измерительной машине

Лит.

Лист

Листов

58

<Ьппмят А4

НА ПОЛЕЗНУЮ МОДЕЛЬ

№ 189105

ДАТЧИК УГЛОВОГО РАССОГЛАСОВАНИЯ

Патентообладатель: Клем Андрей Иванович (Я11)

Авторы: Сычев Виктор Васильевич (ЯП) Клем Андрей Иванович (Я1/)

Заявка № 2018139195

Приоритет полезной модели 07 ноября 2018 Г. Дата государственной регистрации в Государственном реестре полезных моделей Российской Федерации 13 мая 2019 г. Срок действия исключительного права на полезную модель истекает 07 ноября 2028 г.

Руководитель Федеральной службы по интеллектуальной собственности

Г.П. Ивлиев

шшшшшш