大型船载天线伺服稳定与智能化控制技术研究

发布时间：2020-12-13 01:44

　　卫星通信作为现阶段船舶在远洋航行中最为方便可靠的通信手段,其应用前景十分广阔。而船载天线伺服系统又是船载卫星通信中信道稳定与否的关键,因此船载天线伺服稳定与智能化技术的研究就有着很重要的意义。为了适应大型船舶远航途中的通信需求,本阐述了一种C频段大型船载卫星天线伺服系统的设计思路和实现过程,在保证伺服控制系统能使天线快速准确对准卫星并建立起通信链路的基础上,又对提高天线跟踪精度和伺服稳定性以及智能化控制技术做了深入的研究。论文首先提出了船载天线伺服稳定与智能化控制系统整体设计方案,对整个系统的基本原理及工作方式做了简要的概述,确定了天线的口径为7.3米,环焦天线、工作频段为C频段,跟踪方式采用单脉冲跟踪。系统分为两部分,包括天线伺服稳定系统和智能化控制系统。然后本文对系统中引入的双电机消隙和指向跟踪两项关键技术做了详尽的计算和分析。本文对天线伺服稳定系统的设计包括的天馈伺服跟踪系统设计、伺服环路的设计、计算机控制单元的设计和数字PID技术的应用四个方面。在天馈伺服跟踪系统中主要介绍了天馈子系统、天线结构、伺服稳定跟踪等内容,对天线馈源、极化旋转机构、天线座架、跟踪接收机等关键部分的工作... 

【文章来源】：电子科技大学四川省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：89 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图2-2双电机消隙原理图

电子科技大学硕士学位论文上面计算的天线对星理论角度是地理角，是建立在所在地理位置平面坐标系中，而天线控制单元中转动天线的角度为甲板角度，即参照平面是所安装的甲板。这个时候就需要将两个坐标系完成转换[6]，使天线有一个正确的跟星角度。两个坐标系一个是甲板，一个是大地。两者之间存在夹角，而这些夹角实际就是船体的姿态角参数，即航向角度、横向倾斜角度和纵向倾斜角度：H：船体转动角度简称航向角，船体首尾线与正北方向的夹角P：纵向倾斜角度，船体艏尾方向与大地之间的夹角，船艏高于大地平面时角度为正，船艏低于大地平面时角度为负；R：横向倾斜角度，与船体艏尾方向垂直方向与大地之间的夹角，船体左侧高于大地平面时角度为正，船体左侧低于大地平面时角度为负。坐标系变换方法天线指向跟踪时在大地坐标系中的示意图如图 2-5 所示。

图 2-6 三轴座架天线跟星甲板角度示意图三轴座架天线跟星甲板角度的矩阵表示如式 2-5。 jjjjjjjjAAAACCECEsin0cos010cos0sinsincossincoscosjAj 代表方位轴跟星甲板角度Ej 代表俯仰轴跟星甲板角度Cj代表交叉轴跟星甲板角度本论文设计的天线采用座架为三轴式，方位轴的运动是用来隔离摇摆的，所方位角度只会因航向变化而改变，故天线的方位轴理论跟星甲板角度就可以表为：AAHj 俯仰轴理论跟星甲板角度和交叉理论跟星甲板角度的转换等式如式 2-6。 EACEjjcoscoscoscos（2-5）


本文编号：2913655