车载“动中通”伺服控制系统的研究与设计

发布时间：2022-10-04 20:56

　　随着社会的进步和信息化技术的提高,人们对移动中通过卫星网络进行通信的需求越来越大。"动中通"作为移动卫星通信系统的细成部分正发挥着重要作用,在面对自然灾害和突发事件的时候,传统的通信方式容易遭到破坏而无法正常工作,而"动中通"系统因其机动灵活、反应快速、组网方便等优点可快速提供通信支援。本文以车载“动中通”卫星通信系统伺服控制系统的研制为背景,结合以往的文献资料,通过对已有的车载动中通系统进行改进,对当前动中通伺服控制系统进行研究、设计和调试。探讨了天线伺服控制系统的总体设计方案、硬件设计方案、软件设计方案,详细介绍了稳定与跟踪系统的设计与实现。系统选用高性能DSP TMS320F2812为主控CPU,它整合了DSP及微控制器的最佳特性,芯片资源非常丰富,既具有数字信号处理能力,又具有强大的事件管理能力和嵌入式控制能力。将TMS320F2812应用于动中通天线控制系统,可加快处理速度,充分利用其片上的功能模块,可简化硬件电路设计,提高系统的可靠性。在稳定、跟踪中详细介绍了模糊PID控制算法在稳定系统中的应用,并通过仿真及试验验证了其适用性及正确性。 

【文章页数】：78 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 课题的研究背景与意义
        1.1.1 课题的研究背景
        1.1.2 课题的研究意义
    1.2 动中通的研究现状
    1.3 论文内容安排
        1.3.1 论文的研究工作
        1.3.2 论文的内容安排
第2章 车载“动中通”伺服控制系统总体设计
    2.1 “动中通”控制系统组成
    2.2 车载“动中通”伺服控制系统天线对星数学模型的建立
        2.2.1 三大坐标系的建立
        2.2.2 坐标系间的转换
        2.2.3 理论方位、俯仰角的计算
    2.3 “动中通”系统工作方式
        2.3.1 天线跟踪方式
        2.3.2 天线稳定策略
    2.4 车载“动中通”伺服控制系统主要技术指标
    2.5 本章小结
第3章 车载“动中通”伺服控制系统的硬件设计
    3.1 主控板设计与芯片选型
        3.1.1 控制核心F2812的使用
        3.1.2 通讯电路
        3.1.3 AD采集电路
        3.1.4 电平转换电路
    3.2 极化板设计与芯片选型
        3.2.1 主处理器TM4C123BH6PM
        3.2.2 电压转换模块电路
        3.2.3 位置反馈接口电路
    3.3 电机及其驱动
        3.3.1 俯仰及方位电机
        3.3.2 极化电机
    3.4 本章小结
第4章 车载“动中通”伺服控制系统的软件设计
    4.1 软件开发环境与要求
        4.1.1 软件开发要求
        4.1.2 软件开发环境
    4.2 系统软件设计
        4.2.1 上位机交互程序(PCCommunication)
        4.2.2 天线姿态稳定控制程序(AntennaAttitudeStabilization)
        4.2.3 信号极值搜索与闭环控制程序(MaxSignalSearhingandControl)
        4.2.4 信号丢失后扫描程序
    4.3 本章小结
第5章 车载“动中通”伺服控制系统关键技术算法的改进
    5.1 步进跟踪算法的改进
        5.1.1 步进跟踪基本原理
        5.1.2 步进跟踪存在的问题
        5.1.3 变步长步进跟踪算法
    5.2 PID控制算法的改进
        5.2.1 步进电机数学模型的建立
        5.2.2 常规PID控制算法
    5.3 参数自整定模糊PID控制算法的设计
    5.4 本章小结
第6章 车载“动中通”伺服控制系统性能测试
    6.1 静中通对星测试
    6.2 动中通对星跟踪测试
    6.3 本章小结
结论
参考文献
致谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]一种新型便携卫星通信地面站跟踪技术研究[J]. 阎凯,谢钊,郇一恒,赵丽强.  现代电子技术. 2015(09)
[2]卫星天线的原理及维护[J]. 张金虎.  数字通信世界. 2015(02)
[3]电力通信网无线应急体系构建探析[J]. 赵敏,李亚丽,侯卫红.  科技创新与应用. 2014(33)
[4]湖北卫星地球站卫星链路的计算[J]. 黄娟.  卫星与网络. 2014(09)
[5]卫星通信地球站的维护管理探讨[J]. 李欢,赖鹏超.  无线互联科技. 2014(08)
[6]基于模糊自适应PID控制的定位系统设计[J]. 丛自龙,袁朝辉,杨芳.  机床与液压. 2013(07)
[7]CAPS地面站天线跟踪卫星[J]. 胡正群,裴军,崔君霞,吕昌,胡超.  电子设计工程. 2012(04)
[8]模糊PID控制器的设计与仿真研究[J]. 王玉德,韩秀清.  电子技术. 2011(01)
[9]基于模糊PID控制器的控制方法研究[J]. 王述彦,师宇,冯忠绪.  机械科学与技术. 2011(01)
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硕士论文
[1]GPS测姿仪辅助“动中通”卫星通信地球站跟踪系统硬件研究与设计[D]. 袁略略.南京邮电大学 2015
[2]GPS测姿仪辅助“动中通”卫星通信地球站跟踪系统软件研究与设计[D]. 贾平平.南京邮电大学 2015
[3]基于复合控制技术的陆上移动卫星通信地球站设计与实现[D]. 王鹏程.南京邮电大学 2013
[4]基于FPGA的卫星天线机载“动中通”倾角测量的分析与设计[D]. 戴习兵.南京邮电大学 2013
[5]基于ARM的便携式卫星通信地球站的研究与设计[D]. 吴红.南京邮电大学 2012
[6]一种新型大功率同轴Wilkinson功分器的研制[D]. 王甲誉.西安科技大学 2010
[7]小口径卫星通信天线机械结构分析与设计[D]. 胡海峰.西安电子科技大学 2007
[8]毫米波双极化单脉冲天线馈源研究[D]. 伍欣.东南大学 2006



本文编号：3685748