车载移动卫星通信伺服系统的研究与设计

发布时间：2020-09-24 06:58

　　随着人们对于通讯技术需求的日益增长，移动卫星通信领域已经越来越受到国内外专家学者的关注和重视。车载移动卫星通信系统（即“动中通”系统）能够在运动过程中实时、大容量和不间断地的传递语音、数据和图像等信息，在商用、民用、军用领域，都得到了广泛的应用。本文对车载移动卫星通信伺服控制系统进行了分析和研究，对其中的关键技术如初始寻星技术、丢星重捕获技术和自动跟踪技术等进行了研究与设计，同时通过实验仿真和实际测试相结合的方法证明本文设计的算法的合理性和有效性。首先，本文介绍了系统的总体结构设计。根据系统对设计的要求，选取两轴机械结构、三轴跟踪的方案，并对系统机械结构进行了介绍，给出系统的性能指标要求。硬件设计包括总线拓扑设计、系统控制器电路设计和CAN总线通信设计等，而软件设计主要介绍系统使用的软件开发环境和系统软件总体结构等方面。其次，对系统的初始寻星算法进行了研究和设计。通过计算推导的方式说明了地心、地理和载体坐标系，及其相互之间的转换公式等，同时推导出系统对准卫星的理论方位角、俯仰角和极化角的公式。对系统初始寻星方案和寻星流程进行了研究，提出了基于变步长步进跟踪算法的改进寻星算法，并进行了仿真实验验证。再次，对系统丢星重捕获算法进行了探讨和设计，分别介绍了圆锥扫描算法、二维步进扫描的原理和系统实现，并进行了相应的改进。另外，本文还介绍了常用的螺旋扫描算法和分行扫描算法，在综合各种算法的优缺点并结合系统的实际情况下，设计了系统丢星重捕获阶段时螺旋分行扫描算法。最后，对系统自动跟踪算法进行了研究，建立了卫星天线伺服控制系统的数学模型。在控制系统整体数学模型基础上，对传统闭环PID算法和负载扰动补偿控制算法进行了研究，并结合系统实际设计了负载扰动补偿-闭环PID控制算法。对自动跟踪的改进算法进行了研究，引入校正环节，并结合实验仿真和实际系统测试的结果对算法的有效性进行了证明。
【学位单位】：北京理工大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2015
【中图分类】：U463.67;TN927.2
【部分图文】：

电源转换,模块电路,引脚,内核

图 2.3 电源转换模块电路图如上文所提到的，DSP2808 芯片的内核和 IO 引脚需要分别供电，本有 48V 和 5V，而 DSP2808 的内核和 IO 引脚电源分别为 1.8V 和 3.38 上电时需要对内核 1.8V 先供电，然后 3.3V 供电，防止 IO 引脚被

时钟电路,模块电路,模块,电源

图2.4时钟电路模块电路图

总线控制器,电路模块,时钟电路,模块

CAN总线控制器电路模块

【参考文献】