为望远镜主镜模拟器开发中央控制电子设备和软件

　　0引言

　　在高山天文台中，极大望远镜(ELT)的分段主镜的某些部分可能会被风吹动。因此，我们需要一个控制系统，通过使用边界传感器测量各部分的相对位移，同时使用位置执行器进行位置调整，从而对各部分进行对淮，以达到期望的光形。虽然我们所需要控制的子系统并非一个真正的需要实时控制性能的望远镜主镜分段系统，而只是其简化版本，但仍需要一个灵活、快捷而且高效的开发系统。我们开发了一个风力评估板(WEB)来模拟极大望远镜的分段主镜。西班牙加那利天文研究所和欧洲南方天文台共同领导了WEB开发项目，加那利天文研究所通过位于西班牙加那利群岛的泰德天文台来运行设备，此天文台的海拔高度为2200米，如图1所示。

　　W EB系统对极大望远镜的分段主镜抵抗风干扰的能力进行量化，这是通过对伺服控制策略、位置执行器、边界传感器以及机械设计(动态行为)分别进行测试来实现的。WEB的目标是以最高的精度保证各分段部分的相对位置和迎风角。WEB共有七个铝板，用于模拟光镜，见图2,同时还有18个位置执行器、24个边界传感器、6个辅助从属执行器、1个中央控制电子装置、1个方位角测量环以及举升装置、一套机械子系统、一个圆顶以及土建工程，如图2所示。WEB中央控制电子装置用于协调控制WEB系统每一个设备中的电子装置。

1 WEB电子装置

　　WEB中央控制电子与下列硬件交互:

　　1)边界传感器的电子装置，以1KHz的速率读出数据

　　2)位置执行器设备的电子装置，以LKHz的速率读出数据

        3)用于控制6个辅助从属执行器的NI PXI 8146RT

　　4)两个超声波风速计，风速数据经过离线处理，与反射板布置的误差关联起来进行分析

　　针对这些接口，我们选择了分布式的解决方案。由三台计算机和两个通信交换机组成两个网络。第一个网络处理实时通信任务，以1 kHz的速率循环控制边界传感器和位置执行器。第二个网络处理非实时任务。

　　实时计算机即为一个NIPXI一8187RT控制器。它有两个以太网端口:一个用于实时网络，另一个用于非实时网络。而图形用户界面(GU工)计算机则是一个运行着Windows XP操作系统的工作站。用于监测和存储的计算机是一个运行有Windows XP操作系统的工作站，带有两个RS485接口卡，用于连接超声波风速计。

　　2 WEB软件

　　我们撰写了一个描述了系统四个操作模式的文档，一组功能和非功能需求(27个)，以及一组用户案例集(35个)。我们开发的架构包含三个模块: