型输出模拟值:边缘主索索力模拟值和促动器载荷模拟值；
7)比较步骤2)中的边缘主索索力和步骤6)中的边缘主索索力模拟值，以及比较步骤
4)中的促进器载荷和步骤6)中的促进器油压载荷模拟值；如果比对结果相符合，输出力学模型；如果比对结果不相符合，形成比对数据，利用小模量逆迭代算法调整主索无应力长度。
[0020]其中，步骤I)中采用自动巡靶测量模式进行测量。
[0021]步骤5)中的有限元模型为利用有限元软件ANSYS，建立FAST反射面支撑结构的整体模型，索网采用LINKlO单元模拟，圈梁则采用BEAM188单元。有限元模型的基本构成为:索网采用短程线网格划分，主索之间通过节点断开。整个索网共6670根主索、2225个主索节点，总重约为1300余吨，主索截面一共有16种规格，截面积介于280mm2?1319mm2之间。索网周边固定在环梁上，环梁直径约为500m，总重量约为5350吨。环梁宽度为11m。环梁由50个格构柱支撑，格构柱载面尺寸为4X5.5m。随地势起伏，格构柱高度有较大差异，介于1m至50m之间。
[0022]本发明力望远镜反射面力学模型修正方法，主要通过施工过程的实际测量结果实现。主索节点坐标则可利用全站仪测得，采用自动巡靶测量模式，测量工作可以控制在半个小时以内。边缘主索索力则采用磁通量传感器测取，其索力测量精度可以控制在3%，测量时间可以控制在2小时以内。
[0023]本发明中，在风力较小的天气情况下，大约凌晨2点到5点之间对上述参数进行联测，即:步骤1)、2)、3)、4)的测量时间为凌晨2点到5点之间。该时间段内温度场最为稳定和均匀，且没有日照辐射效应，此时构件温度可以认为等同于环境温度。索力、促动器载荷和行程位置及主索节点坐标的测量工作须同步进行。根据敏感性分析结果，温度波动超过2度或不同位置温度差异超过1.5度时，则应该停止测量工作。
[0024]步骤7)中的小模量迭代算法，具体为:
第一步:在有限元模型中，设定主动调控径向索的弹性模量为虚拟小值，同时给下拉索施加已确定的径向索初张力PJ和自重载荷；
第二步:计算平衡状态时节点m偏离目标位置dl距离；
第三步:将偏离位移dl反向加于初始状态来进行调整索网的初始计算位置，初始计算预应力不变，在预应力和结构自重作用下经过重新计算结构再次处于平衡状态时节点m偏离目标位置距离为d2，d2〈dl ；
第四步:重复第二步进行迭代，由于di越来越小，结构最终能够在满足精度的范围内到达目标状态；
第五步:将下拉索弹性模量按修改为其实际弹性模，至此模型修正工作结束。
[0025]小模量迭代算法的目标是使结构在预应力作用下处于平衡状态时节点位于目标位置，即主索节点的实测坐标位置。第一步，在有限元分析模型中，设定主动调控径向索的弹性模量为虚拟小值，同时给下拉索施加已确定的径向索初张力PJ和自重载荷；第二步，计算平衡状态时节点m偏离目标位置dl距离；第三步，将偏离位移dl反向加于初始状态(即调整索网的初始计算位置)，初始计算预应力不变，在预应力和结构自重作用下经过重新计算结构再次处于平衡状态时节点m偏离目标位置距离为d2，d2〈dl ;第四步，重复第二步进行迭代，由于di越来越小，结构最终能够在满足精度的范围内到达目标状态；第五步，将下拉索弹性模量按修改为其实际弹性模，至此模型修正工作结束。本发明中采用大型有限元软件ANSYS的APDL语言，编制了 FAST索网结构初始形态分析程序模块，实现了整个初始预应力态分析过程。在此过程中，主索无应力长度将得到自动修正。
[0026]由于索网与圈梁结构在制造及安装过程中势必存在一定误差，本发明结合现场各种可测参数检验力学模型的准确性，并对其进行适当修正，形成尽可能接近实际情况的力学模型。本发明涉及大量的现场测量工作，需要对各类传感器的大量测量数据融合、甄别。在边界条件不够充足的前提下，发展力学模型的近似修正方法，对反射面控制的关键参数进行识别、修正，以保证力学仿真技术的应用效果。
【主权项】
1.一种望远镜反射面力学模型修正方法，其特征在于，该修正方法具体为: 1)利用全站仪测量地锚节点坐标和主索节点坐标； 2)采用磁通量传感器测取边缘主索索力； 3)利用望远镜总控系统监测促动器行程位置和环境温度； 4)同时利用望远镜总控系统监测促进器油压载荷PJ; 5)将步骤I)中测量的地锚节点坐标和主索节点坐标、步骤3)中监测的促动器行程位置和环境温度的数据信息输入有限元模型中进行检验计算； 6)限元模型输出模拟值:边缘主索索力模拟值和促动器载荷模拟值； 7)比较步骤2)中的边缘主索索力和步骤6)中的边缘主索索力模拟值，以及比较步骤4)中的促进器载荷和步骤6)中的促进器油压载荷模拟值；如果比对结果相符合，输出力学模型；如果比对结果不相符合，形成比对数据，利用小模量逆迭代算法调整主索无应力长度。2.如权利要求1所述的望远镜反射面力学模型修正方法，其特征在于，所述步骤I)中采用自动巡靶测量模式进行测量。3.如权利要求1所述的望远镜反射面力学模型修正方法，其特征在于，所述步骤5)中的有限元模型为利用有限元软件ANSYS，建立FAST反射面支撑结构的整体模型，索网采用LINKlO单元模拟，圈梁则采用BEAM188单元。4.如权利要求1所述的望远镜反射面力学模型修正方法，其特征在于，所述步骤1)、2)、3)、4)的测量时间为凌晨2点到5点之间。5.如权利要求1所述的望远镜反射面力学模型修正方法，其特征在于，所述步骤7)中的小模量迭代算法，具体为: 第一步:在有限元模型中，设定主动调控径向索的弹性模量为虚拟小值，同时给下拉索施加已确定的径向索初张力PJ和自重载荷； 第二步:计算平衡状态时节点m偏离目标位置dl距离； 第三步:将偏离位移dl反向加于初始状态来进行调整索网的初始计算位置，初始计算预应力不变，在预应力和结构自重作用下经过重新计算结构再次处于平衡状态时节点m偏离目标位置距离为d2，d2〈dl ； 第四步:重复第二步进行迭代，由于di越来越小，结构最终能够在满足精度的范围内到达目标状态； 第五步:将下拉索弹性模量按修改为其实际弹性模，至此模型修正工作结束。
【专利摘要】本发明一种望远镜反射面力学模型修正方法，利用全站仪测量地锚节点坐标和主索节点坐标；采用磁通量传感器测取边缘主索索力；利用望远镜总控系统监测促动器行程位置和环境温度及望远镜总控系统监测促进器油压载荷PJ；将前述步骤中测量的地锚节点坐标和主索节点坐标、监测的促动器行程位置和环境温度的数据信息输入有限元模型中进行检验计算；限元模型输出模拟值：边缘主索索力模拟值和促动器载荷模拟值；比较模拟值。利用本发明的修正方法可以将力学模型中的两种边界条件与实测结果实现统一。同时，结合现场各种可测参数对设计阶段的力学模型进行检验，必要时适当修正，形成尽可能接近实际情况的力学模型，实现望远镜的准实时反馈控制功能。
【IPC分类】G05B13/04
【公开号】CN104932258
【申请号】CN201510255337
【发明人】姜鹏, 南仁东, 王启明
【申请人】中国科学院国家天文台
【公开日】2015年9月23日
【申请日】2015年5月19日