2013/02/09 望遠鏡技術検討会 @名古屋大学 主鏡制御の進捗状況 京都大学 木野 勝
目標 | 天体を追尾中 18枚の鏡(サイズ～1m、質量～70kg)の表面を ≦50nmの精度でそろえる | 天体を指向中 瓦解しない | 天体を指向中 瓦解しない | 指向完了後 5秒以内に全鏡面を 制定する
模式図 18枚の鏡全体の位置・傾きを測定 隣の鏡との相対変位を計測 鏡 制御対象 鏡1枚あたり3個 傾き2軸＋上下駆動 | 光学式センサ | エッジセンサ 隣の鏡との相対変位を計測 鏡 制御対象 | アクチュエータ 鏡1枚あたり3個 傾き2軸＋上下駆動
Block Diagram CCD CCD Local Loop アクチュエータ内蔵エンコーダ Sampling Rate 4kHz Bandwidth <80Hz Main Loop 隣り合うセグメント鏡間の段差 Sampling Rate 20Hz Bandwidth 数Hz Global Loop セグメント鏡の段差／傾き Sampling Rate 1回/night レンズアレイ レンズアレイ コリメータ レーザー 比較点源 ピックアップ ハーフミラー PCS SH セグメント鏡 支持腕 支持構造 エッジセンサ アクチュエータ 読み出し ドライバ OptCtrl 制御PC 校正 画像解析 Matrix 制御 Matrix
要素開発の状況 多数の回路を接続可能なデータバス Ethernet （100BASE-TX） UDP/IP 開発中 要素開発 済み CCD レンズアレイ レンズアレイ 開発中 コリメータ 要素開発 済み レーザー 比較点源 ピックアップ ハーフミラー PCS SH 多数の回路を接続可能なデータバス Ethernet （100BASE-TX） UDP/IP セグメント鏡 支持腕 支持構造 エッジセンサ アクチュエータ 読み出し ドライバ OptCtrl 制御PC 校正 画像解析 Matrix 制御 Matrix
エッジセンサの読出し回路 JSD（旧回路） 新読出し回路 センサ接続数 5 8 データバス RS-232C Ethernet (UDP) | 多数のセンサ接続に対応 80個以上のセンサを1本の バスに接続可能 | 測定時間の短縮と低ノイズを両立 t = 50 msで rms ~1 nm JSD（旧回路） 新読出し回路 センサ接続数 5 8 データバス RS-232C Ethernet (UDP) 回路内加算 × ○ 計測時間※ 1550 ms ~50 ms ※400μsの測定を100回繰り返し
サーボドライバ （予定） HD System 新ドライバ回路 接続数 1 ch 3 ch データバス パルス列 Ethernet (UDP) | 多数のアクチュエータ接続に対応 54個以上のアクチュエータを 1本のバスに接続可能 | 省電力・省サイズ 不要な機能（UI）の排除 HD System 新ドライバ回路 接続数 1 ch 3 ch データバス パルス列 Ethernet (UDP) 消費電力 ＜20 W／1ch 数W／3ch
今後の開発項目 ・制御方式と制御パラメータの決定 ・制御ソフトの実装と試験 | フィードバック制御ソフトの開発 ・制御方式と制御パラメータの決定 ・制御ソフトの実装と試験 | センサ出力→アクチュエータでの変位への変換行列 ・クロストーク(直交性)・ノイズの増幅率の評価 ・セグメント2枚、6枚の場合の行列を決定 | 実装・組立て手順の構築と最適化