大射电望远镜馈源支撑系统抑振策略及跟踪精度保证研究

五百米口径球面射电望远镜（FAST）是我国正在建造的大科学工程项目，其创新无平台馈源支撑系统采用多级刚柔混联机构驱动。项目针对多级刚柔混联机构在理论研究中存在的难题，进行抑振控制、误差分配和跟踪精度保证等方面的研究工作。首先建立系统在重载、重心时变、外部风扰和系统间内力相互耦合作用时，终端的振动特性方程，探讨可行的系统抑振控制策略，实现原型的有效控制；其次通过引入重心时变方程和反作用力约束条件，结合实验校正和变形误差实时补偿方法，研究当馈源支撑系统三级机构的框架均为桁架结构时的误差建模及分配策略；最后根据抑振策略和桁架结构误差分配及补偿方法，兼顾考虑馈源系统内、外部测量及信号采集方法，完成馈源系统跟踪精度小于RMS10mm的精度保证算法开发，实现FAST项目的观测精度要求。项目的研究对揭示刚柔混联机构振动特性和误差分布特性，以及保证多级刚柔系统的精度实现具有重要的理论意义和工程应用价值。

到2014年12月，本项目完成了合同书拟定的全部研究内容，主要包括3方面：.（1）完成了馈源支撑系统振动方程建模及抑振策略研究。.（2）完成了馈源支撑系统精度建模及误差分配策略研究。.（3）完成了馈源支撑系统跟踪精度保证研究。. 项目最终取得了合同书预定的全部研究成果。并在1:15物理模型上进行了实验验证，重点解决了系统的振动、误差分配和跟踪精度三方面的难题，为项目原型的设计和建造奠定了理论基础。共发表和录用论文18 篇（全部标注本项目资助号11178012），其中SCI 源刊14 篇（已收录12 篇），EI 源刊4 篇（已收录4 篇）；申请发明专利2 项，已授权1 项；培养博士生3 名（已毕业1 人），硕士生1 名（已毕业1 人）。