FAST馈源支撑系统的全程仿真与试验研究

500 米口径大型射电望远镜（FAST）是具有中国人独立知识产权的最大单口径射电望远镜，在基础科学研究和国家重大需求方面均具有重要的应用价值。.本项目提出开展FAST馈源支撑系统的全程仿真研究，获取不同工况下馈源支撑各机构和单元工作性能的清晰细节描述。仿真模型可结合50米试验样机不断进行在线测试，验证仿真模型的可靠性。分析空间大跨度柔索牵引并联机构的工作空间和索张力分布，研究舱－索支撑系统的动力学特性，及其对控制算法的影响，研究二级精调Stewart平台的动力学耦合机理及与系统阻尼的关系，研究支撑塔的柔性对于馈源终端定位精度的影响规律。在深入研究的基础上，提出满足系统整体工作性能和成本最小化约束的各机构和单元最优设计参数和技术指标，为FAST将来的设计和运行提供理论和试验基础。.本项目的研究可进一步向国际尖端的索驱动并联机构相关应用技术领域延伸，提高我国在相关重大技术领域的研究实力。

本项目建立了FAST 馈源支撑系统的1:1全过程仿真模型，并运行该仿真模型进行了分析研究，以便获取不同工况下馈源支撑各机构和单元工作性能的清晰细节描述。项目同时通过多个模型样机的阻尼试验和3米室内模型试验样机来验证仿真模型的可靠性。项目分析了空间大跨度柔索牵引并联机构的工作空间和索张力分布，详细推导计算了非完全约束下柔索牵引并联机构的静刚度问题和可控工作空间。项目研究了舱－索支撑系统的动力学特性，对舱-索系统动力学模型的一种简化方法进行了初步尝试。项目进一步分析了舱-索系统动力学特性对控制算法的影响，分析了空间大跨度柔索牵引并联机构的控制精度及其影响因素，揭示了二级精调Stewart 平台的动力学耦合机理及与系统阻尼的关系，以及支撑塔的柔性对于馈源终端定位精度的影响规律。本项目旨在提供满足FAST馈源支撑系统的整体工作性能和成本最小化约束的优化设计参数和技术指标，为FAST 将来的设计和运行提供基础。本项目的研究成果可进一步向国际尖端的索驱动并联机构相关应用技术领域延伸，提高我国在相关重大技术领域的研究实力。