全日面太阳磁场望远镜精密温控系统研制

张鑫伟; 林佳本; 邓元勇

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双折射滤光器是太阳观测中的重要设备,其中的双折射晶体的折射率对温度变化非常敏感,光学设计要求滤光器温度控制系统的稳定精度达到0.01℃以内,才能保证滤光器精确稳定地工作。太阳望远镜中双折射滤光器构型复杂,使用环境恶劣,其高精度温控一直是国际公认的核心技术。针对全日面太阳望远镜滤光器的温控问题,设计了基于积分分离PI加前馈的复合温控系统,实现了对滤光器的高精度恒温控制。系统使用24位AD实现高精度温度采集,采用数字滤波算法提高测温精确度;积分分离PI结合环境温度作为参数的前馈控制的复合控制方法,输出脉冲宽度调制(Pulse Width Modulation,PWM)控制策略,实现对滤光器高精度温控。相比原有的滤光器温控系统,本系统在保持原有温控精度的前提下,大大简化了系统设计。结果表明,当设定温度为42.216℃时,在实验室中,温控精度达到±0.001℃。该温控系统已经在怀柔观测基地投入使用,最大温度波动0.0075℃,控制效果准确稳定,获得大量高质量科学数据。

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来源
《天文研究与技术》 |2020年第3期|316-321|共6页
作者
张鑫伟; 林佳本; 邓元勇;
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作者单位

中国科学院太阳活动重点实验室(国家天文台);

北京100101;

中国科学院大学;

北京100049;

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正文语种 chi
中图分类 TH753.1;
关键词
温度控制; 太阳望远镜; 双折射滤光器; PID控制; 前馈控制;

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