船用卫星天线伺服系统的控制研究

发布时间：2017-08-04 17:14

  本文关键词：船用卫星天线伺服系统的控制研究

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【摘要】：随着我国北斗导航系统的建成和卫星通信技术的迅猛发展，我国船载卫星天线的研究也随之蓬勃发展。自动稳定扫描跟踪技术就是船载卫星天线在移动过程中自动完成对目标卫星的对准和跟踪，它是船载卫星天线伺服系统控制的主要构成技术。自动跟踪的完成需要以初始对准为基础，只有卫星完成了初始对准，才能进一步的完成对目标卫星的自动跟踪，二者相辅相成，缺一不可。在因为遮挡、装置故障等因素干扰而导致卫星信号强度突然下降的情况下，为了重新找回信号，实现对目标卫星的对准和跟踪的目的，需要天线在稳定的基础上，通过综合GPS\BDS，姿态敏感系统等传输来的数据信息，解算出卫星天线需要调整转动的方位和俯仰角度，进而通过驱动执行机构调整卫星天线波束重新指向目标同步卫星。依据接收到的姿态和卫星信号等信息，完成对目标卫星的自动扫描跟踪，，使卫星天线与目标卫星进行稳定可靠地通信是本系统的主要目的。 本文选用程序跟踪配合步进跟踪的形式，以达到对目标卫星的自动搜索跟踪的目的，对系统总体构造进行了详细的论述的同时对系统硬件进行了选型设计，并设计了与之相对应的软件。最后就系统中一些仍有改进空间的问题,提出了更为合适的改进思路。
【关键词】：船用卫星天线 伺服系统 初始对准 自动跟踪
【学位授予单位】：集美大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：U675.7
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第1章 绪论9-15
• 1.1 课题研究背景及来源9-10
• 1.2 国内外研究现状10-13
• 1.3 本论文研究的内容13-15
• 第2章 船载卫星天线自动跟踪系统理论基础15-22
• 2.1 天线稳定跟踪原理15-17
• 2.2 坐标系的定义17-19
• 2.3 对星角度的解算19-21
• 2.3.1 地理坐标系中的对星角度的计算19-20
• 2.3.2 船体坐标系中的对星角度的计算20-21
• 2.4 本章小结21-22
• 第3章 系统总体设计22-30
• 3.1 系统组成结构22-23
• 3.2 卫星天线的机构设计23-24
• 3.3 系统跟踪、控制方案24-28
• 3.3.1 系统跟踪方案24-26
• 3.3.2 跟踪控制方案26-28
• 3.3.3 电机控制系统模型28
• 3.4 技术指标28-29
• 3.5 本章小结29-30
• 第4章 系统硬件选型设计30-45
• 4.1 系统硬件构成30-31
• 4.2 控制核心模块31-32
• 4.3 传感器模块32-39
• 4.3.1 定位导航终端32
• 4.3.2 信标机32-34
• 4.3.3 旋转变压器34-35
• 4.3.4 RDC 模块35-36
• 4.3.5 陀螺36-38
• 4.3.6 电子罗盘38-39
• 4.3.7 限位器39
• 4.4 驱动模块39-43
• 4.4.1 步进电机39-41
• 4.4.2 驱动器41-42
• 4.4.3 电机控制器42-43
• 4.5 电源模块43-44
• 4.6 本章小结44-45
• 第5章 系统软件设计45-54
• 5.1 软件总体设计45-46
• 5.2 系统初始化46-47
• 5.3 串口通信模块47-48
• 5.4 信息采集模块48-49
• 5.4.1 旋转变压器48
• 5.4.2 A\D 模块48-49
• 5.5 对星跟踪模块49-53
• 5.5.1 天线初始对准49-50
• 5.5.2 自动扫描跟踪50-53
• 5.6 本章小结53-54
• 第6章 总结与展望54-56
• 致谢56-57
• 参考文献57-59
• 在学期间发表的学术论文59

【参考文献】

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本文编号：620761