本帖最后由 jason_fmj 于 2009-9-30 23:18 编辑
刚才又学习了一下步进电机,没找到LS说的细轴是哪种类型,不过应该步进电机基本原理都差不多。以下是摘抄:
现在常用的步进电机包括反应式步进电机(VR),永磁式步进电机(PM),混合式步进电机(HB)和单相式步进电机
永磁式一般为两相,转矩和体积比较小,步进一般为7.5度或15度
反应式一般为三相,可实现大转矩输出,步进角度为1.5度
混合式结合前两者优点,分为两相和5相,两相为1.8度,而五相为0.72度
在考虑步进电机的转速时需要考虑力矩和最高转速。步进电机速度越高,力矩越小,可能带不动负载。步进电机有一个技术参数,空载启动频率,如果脉冲高于该值,电机不能正常启动,可能发生丢步或堵转。
基于以上的内容,LS可以如下设计:(假定目标转速5转/小时,最高调速10×,也就是50转/小时,电机为两相1.8度,电机空载启动频率2500转/分钟)
1. 根据最高转速和最高调速确定转速比(这样能最大限度提高调速精度,详见前面的帖子)
2500转/分钟=2500×60=150000转/小时 ,这样转速比为150000/50 =3000
可以考虑直接使用C1+C2+C3+C4+C5+C6的组合()
这样分频比为5.5*5.5*3.64*5*5.5=3028.025 (这样最大转速略不到10×)。
2. 确定初步转速比后,计算精度是否满足要求
这样电机的跟踪速率为3028.025 *5/60=252.3354转/分钟,由于电机为两相1.8度,一圈需要360/1.8=200个控制脉冲,因此控制脉冲的频率为 252.3354*200=50467.08/分钟=841.1181Hz也就是每秒控841.1181次z,由于是分数,实际分屏总会有截断,因此需要分析截断对精度带来的影响。 比如LS单片机晶体用12MHz 假设一个时钟可以计数1, 这样 12000000/841.1181=14266.725, 也就是需要数14267个时钟输出一次控制脉冲。误差为(14267-14266.725)/14266.725=0.0000192749, 这个值表示的意思是最佳跟踪时误差为0.0000192749,换句话说,假如LS的跟星要求是1角分,也就是1/60度,那么跟踪的总度速应小于1/60/0.0000192749=864.683度,也就是能跟踪864.683/360/5×60=28.8分钟会误差1角分。如果要求误差为2角秒,那么跟踪时间会缩短为1分钟。因此可以看出如果需要高精度盲跟踪对控制精度误差还是很高的,而且目前晶体的稳定度为100PPM也就是误差是0.0001,因此需要选用高精度的晶体,2ppm左右的晶振是个不错的选择。如果只使用100ppm的晶体最高只能跟踪166.7/360/5*60=5.56分钟。
3. 计算调节步进是否满足要求
其实这项有些多余,因为最佳跟踪精度已经确定。但是这项指标可以标识,最精细的调节步长可达多少。在最佳跟踪点最近的两个点是14266和14268因此调节步长约为百万分之一,换算到前面1角分的要求,跟踪时间分别缩短为10分钟和5分钟
4. 因此需要超长时间曝光,一般都需要电子校准,通常有两种方式
1. 通过一个CCD用算法估算位置来修正,成本比较高,复杂,但是可靠有效
2. 或者可以采用算法改进,比如前面平均计数为14266.725, 如果三次计数中两次为14267,一次为14266,平均计数为14266.667,误差为0.0000040895,1角分的跟踪时间可以延长至135分钟
5 总结 根据以上的分析,其实步进度数大能改善晶体计数带来的误差(每步调整时钟计数越多,由四舍五入造成相对误差越小),但是对goto的误差会大,步进度数小,跟踪误差大,goto精度会改善 |