无人机天线自动跟踪系统的设计与实现

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1、大连海事大学硕士学位论文无人机天线自动跟踪系统的设计与实现姓名：何虎申请学位级别：硕士专业：模式识别与智能系统指导教师：李广强20100601中文摘要摘要无人机是一种有动力、可控制，能携带多种任务设备，执行多重任务并能重复使用的无人驾驶航空器。在军事、民用和科学研究领域用途十分广泛。目前国内无人机测控定向天线多采用单通道单脉冲跟踪体制，通过信号的相位关系来进行方位俯仰判断，其成本高，系统复杂，不便维护。本文采用GPS定位、罗盘及滑动变阻器反馈、步进电机控制等数字化引导方式，便于实现，并可提高系统的可靠性和稳定性。本文以中国科学院沈

2、阳自动化研究所无人机项目为工程背景，采用嵌入式系统设计思想开发了一套无人机天线自动跟踪系统。首先根据该系统的技术指标和设计需求进行了系统的总体方案设计，将该系统分为硬件电路设计、软件设计、机械结构设计三部分。硬件电路设计部分以LPC2368为核心控制器并设计了GPS及罗盘传感器模块；软件设计部分以RV-MDK为开发环境，以p．C／OS．II为系统软件开发平台，进行了I．tC／OS．II在LPC2368上的移植，并按系统功能进行了任务划分，确定了各个任务问以信号量进行通信的通信机制；机械结构部分采用AutoCAD软件设计，实现水平与

3、俯仰两轴转动。基于上述工作，完成了该天线自动跟踪系统的研制。为了验证该系统的整体性能，对其进行了相关的动、静态模拟测试。测试结果的分析表明，本文的系统满足各项设计技术指标，达到了预期的效果，可以进行进一步的实际应用。本文的研究具有一定的实践意义和应用价值，可望对微波天线对准，跟踪同步卫星等其他多种基于嵌入式思想实现的跟踪系统的设计，提供启发和借鉴。关键词：无人机；天线；跟踪系统；嵌入式系统；llc／OS—II英文摘要AbstractUAViSanunmannedaircraft．Itcarlbecontrolled，carryav

4、arietyofmissionequipments，executemultipletasksandbeabletore—use．Itiswidlyusedinmilitary，civilianandscientificresearchfields．Currently，UAVmonitoringandcontroldirectionalantennawithsinglechannelsinglepulsetrackingusesthesignalphaserelationshiptojudgethelevelandpitchposi

5、tions．ItCOSTShigh，complexity，inconveniencemaintenance．ThispaperproposedsystembasesonGPSpositioning，compassandslidingrheostatfeedback,steppermotorcontrolandotherdigitalguideway．Soitissimpleandmorereliabilityandstabilitythenprevioussystems．ThispaperpresentedaUAVantennat

6、rackingsystembytheideaofembeddedsystemdesignwiththeUAVprojectofShenyangInstituteofAutomation,ChineseAcademyasengineeringbackground．Firstly,accordingtothetechnicalspecificationsofthesystemrequirements，theconceptualdesignofthissystemisproposed．Thesystemisdividedintothre

7、eparts，i．e．hardwaredesign，softwaredesignandmechanicalstructuredesign．LPC2368isselectedasthecorecontrollerofthesystem，thesensormoduleofGPSandcompassaredesigned；AdoptRV-MDKassoftwaredevelopmentenvironmentandlxC／OS-IIasthesystemsoftwaredevelopmentplatform．TheI．tC／OS-IIis

8、transplantedintotheLPC2368．Tasksaredividedinaccording、析ththesystemfunctionsaswellascommunicationsbetweeneachtaskwithsemaphor