Control Experiments and New Technological Development in Segmented Mirror Control System

分段镜控制系统控制实验及新技术进展

• 批准号: 21K04119
• 负责人: 軸屋 一郎
• 金额: $ 2.75万
• 依托单位: Kanazawa University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21K04119/
• 关键词: 制御工学; 能動光学; 天体望遠鏡

せいめい望遠鏡は東アジア最大級の光学望遠鏡であり，日本初の分割主鏡式天体望遠鏡である.軽量架台の開発，超精密な鏡面加工，分割主鏡制御など様々な新規技術開発を要するが，申請者は特に分割主鏡制御の開発を行なっている.先行研究では分割主鏡制御の概念設計を行い，集中制御則と分散制御則の提案とシミュレーション検討を行い，集中制御則に関してはせいめい望遠鏡の実機への実機実装に至っている.本研究では先行研究を引き継ぎ分割主鏡式の検討と改善を目標としている.本年度は分散制御則のゲイン選定を検討した.分割主鏡制御系は57入力72出力からなる多入力多出力系である.仮想固定面を定めるために三自由度を固定するので，状態から出力への作用行列は72行54列となる．集中制御則では作用行列の左疑似逆行列を計算するので出力フィードバックゲインは54行72列の密行列となる．分散制御則では出力フィードバックゲインとして54行72列の疎行列を用いる．Structure of Distributed Control System in Seimei Telescopeの論文では特殊な近傍の選び方のもとで分散制御による集中制御の近似を最適化問題に落とし込んだ．引き続き，近傍の選び方を緩和して組合せ最適化問題に帰着した．各分割鏡に隣接するセンサを3個だけ使用すると限定して，近傍の選び方をリスト化し，網羅的に調査した．標準的には18枚の分割鏡に対して3個を使用すると，合計54個になる．網羅的に調査したところ，センサが重複して54個未満となる場合が存在する．直感的には可観測性が失われて安定化すら不可と思われるが，実際には安定化可能であるという予想外の結果が得られた．コスト低減と耐故障性の観点から意義のある結果が得られた．

The largest optical telescope in Japan, the first split main mirror telescope. For the development of measurement stand, ultra-precision mirror machining, split main mirror control, and new technical development requirements, the applicant shall carry out the development of split main mirror control. The first research is to carry out the conceptual design of the split main mirror control, the proposal of centralized control and decentralized control, and the implementation of the telescope's actual machine installation. This study is aimed at improving the split primary mirror model. This year, we will discuss the selection of decentralized control rules and regulations. Split main mirror control system 57 input force 72 output force The fixed plane is fixed, the three degrees of freedom are fixed, the state is fixed, the force is fixed, and the row is 72 rows and 54 columns. The centralized control principle is to calculate the output of the reverse row and the left suspected reverse row and 54 rows and 72 columns of dense rows. Structure of Distributed Control System in Seimei Telescope: Optimization of Centralized Control Approximation Problem. The optimization problem of combination is solved by optimizing the selection method. Each segment is adjacent to the other three segments. The standard is 18 split mirrors and 3 split mirrors. There are 54 cases of duplication in the investigation of the network. Indirectly sensed, unsensed. Low loss, high resistance, low impact.