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
| 指向完了後
5秒以内に全鏡面を
制定する
模式図
| 光学式センサ
18枚の鏡全体の位置・傾きを測定
| エッジセンサ
隣の鏡との相対変位を計測
| アクチュエータ
鏡1枚あたり3個
傾き2軸＋上下駆動
鏡 制御対象
CCD
CCD
レンズアレイ
レンズアレイ
Block Diagram
Local Loop
アクチュエータ内蔵エンコーダ
Sampling Rate 4kHz
Bandwidth
<80Hz
コリメータ
比較点源
レーザー
ピックアップ
ハーフミラー
PCS
Main Loop
隣り合うセグメント鏡間の段差
Sampling Rate 20Hz
Bandwidth
数Hz
SH
セグメント鏡
支持腕
エッジセンサ
読み出し
支持構造
Global Loop
セグメント鏡の段差／傾き
Sampling Rate 1回/night
アクチュエータ
ドライバ
OptCtrl
校正
Matrix
制御PC
制御
画像解析
Matrix
CCD
CCD
レンズアレイ
レンズアレイ
要素開発の状況
開発中
コリメータ
要素開発 済み
比較点源
レーザー
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
セグメント鏡
支持腕
エッジセンサ
読み出し
支持構造
Ethernet （100BASE-TX）
UDP/IP
アクチュエータ
ドライバ
OptCtrl
校正
Matrix
制御PC
制御
画像解析
Matrix
エッジセンサの読出し回路
| 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
センサ接続数
データバス
回路内加算
計測時間※
JSD（旧回路）
新読出し回路
5
8
RS-232C
×
1550 ms
Ethernet (UDP)
○
~50 ms
※400μsの測定を100回繰り返し
サーボドライバ （予定）
| 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
接続数
データバス
消費電力
HD System
新ドライバ回路
1 ch
3 ch
パルス列
＜20 W／1ch
Ethernet (UDP)
数W／3ch
今後の開発項目
| 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