Компьютерное управление спектрографом азимутального телескопа

Компьютерные технологии в инженерной и управленческой деятельности

2. Волгин Л.Н. Оптимальное дискретное управление динамическими системами / Под ред.

П.Д.Крутько. М.: Наука. Гл. ред. Физ.-мат. лит., 1986. 240 с.

Ю.В.Чернухин, М.В.Якопов

КОМПЬЮТЕРНОЕ УПРАВЛЕНИЕ СПЕКТРОГРАФОМ АЗИМУТАЛЬНОГО ТЕЛЕСКОПА

В данной работе представлен результат произведенной модернизации длиннощелевого спектрографа LSS (Long Slit Spectrograph), предназначенного для детального исследования протяженных слабых объектов - галактик, гигантских областей ионизованного водорода.

Ставилась задача замены устаревшего дистанционного управления, основанного на релейной логике, на компьютерное, для работы в полностью автоматическом режиме. Удаленное компьютерное управление всеми узлами астрономического инструмента создает удобство для ответственного наблюдателя, существенно экономит наблюдательное время - отпадает необходимость в остановке телескопа для изменения установок (при каждом наведении на объект t=60мин). Обратная связь, заведенная на управляющий компьютер, позволяет в любой момент времени определить состояние электромеханических узлов спектрографа.

Поскольку спектрограф находится на значительном удалении от астронома - наблюдателя (250м), для соединения спектрографа с управляющей машиной было решено использовать волоконно-оптическую линию связи (ВОЛС).

Система управления состоит:

• из унифицированного модуля управления (УМУ), основой которого является программируемая логическая интегральная схема (ПЛИС) ATF22V10 фирмы ATMEL;

• преобразователя параллельного порта;

• блоков питания;

• персонального компьютера под управлением ОС Linux;

• драйвера управляющей программы, разработанного и написанного на языке программирования C++;

• графического интерфейса, разработанного на основе QT библиотек.

Удаленное управление спектрографом SCORPIO (Spectral Camera with Optical Reducer for Photometrical and Interferometrical Observations), разработанным и изготовленным лабораторией ЛСФВО (Лаборатория спектроскопии и фотометрии внегалактических объектов), осуществляется посредством дорогостоящего микроконтроллера. В результате исследований оказалось, что для организации удаленного управления LSS ресурсов перепрограммируемой ПЛИС достаточно. Вторым, немаловажным, аспектом использования ПЛИС является стабильность работы, т.к. в отличие от многофункционального микроконтроллера она запрограммирована для конкретной задачи и, таким образом, исключена вероятность “зависания” управляющей программы. В случае дальнейшего развития астрономического прибора достаточно будет ее просто перепрограммировать.

Модернизация позволила исключить ряд недостатков, таких, как:

• отсутствие удаленного управления оптико-механическими узлами прибора;

• из-за инертности затвора невозможность корректного запуска малых экспозиций (менее 3 с);

• отсутствие датчиков контроля состояния узлов и механизмов прибора;

• отсутствие устройств для измерения линейной и круговой поляризации в исследуемых объектах;

• низкая точность установки угла дифракционной решетки (спектрального диапазона);

• ложное срабатывание устройств, управляемых электромагнитными реле.

Модернизация повлекла за собой следующие изменения и дополнения:

• замена ручных приводов оптико-механических узлов на электромеханические (с использованием коллекторных и шаговых двигателей);

• разработка и изготовление (УМУ);

• разработка программного обеспечения (драйвер управляющей программы, графический интерфейс, программа прошивки ПЛИС УМУ).

Таким образом, после модернизации появилась возможность:

• организации проведения поляризационных наблюдений;

• измерения круговой и линейной поляризации от слабых объектов;

• организации удаленного управления оптико-механическими узлами;

• повышение точности установки таких параметров, как спектральный диапазон, время экспозиции, ширина щели;

• повышения точности работы затвора.

Модернизация была произведена группой инженерного обеспечения наблюдений специальной астрофизической обсерватории Российской академии наук и внедрена в эксплуатацию.

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 1. Якопов М.В. Компьютерное управление спектрографом азимутального телескопа. Магистерская диссертация. Таганрог. ТРТУ. 2002.

С. В. Добровольский, А. М. Чирухин, И. П. Куропатка, В. А. Буряк

АВТОМАТИЗИРОВАННОЕ РАБОЧЕЕ МЕСТО ПРОВЕРКИ ПАРАМЕТРОВ

СЛОЖНЫХ СИСТЕМ

Введение

Производство и эксплуатация современной техники требует глубоких знаний и твердых навыков от обслуживающего персонала. Широкое применение вычислительных и радиотехнических средств в сложных системах предполагает наличие средств контроля, предоставляющих объективную информацию о параметрах систем. Такого рода информация необходима как при производстве техники, так и при ее эксплуатации.

НКБ "МИУС" ТРТУ выполняет разработку и производит опытные образцы автоматизированного рабочего места (АРМ), предназначенного для автоматизированного контроля параметров сложных устройств. АРМ применяется на этапе производства и при эксплуатации этих систем. На этапе производства АРМ позволяет производить контроль и настройку параметров систем. При эксплуатации АРМ позволяет контролировать готовность устройств к эксплуатации.

Структурная схема АРМ

АРМ представляет собой информационно-измерительный аппаратнопрограммный комплекс.

На рис. 1 приведена структурная схема АРМ.