定向天线转台控制系统的研究与开发

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1、摘要本文论述了用于海上船只与地面站微波通信的定向天线转台伺服控制系统的设计与开发过程。本课题是低成本转台伺服系统运用于民用领域的一次尝试，为该类产品的进一步研究和推广提供了一定的依据。本文根据运动载体与固定电台的地理坐标关系，推导出了天线目标指向的计算式。定量分析了载体的横纵摇对天线指向的影响，为定向天线转台采用一维形式提供了依据。接着，文章介绍了定向天线转台控制系统的设计方案：系统组成和工作原理。并根据天线的参数和伺服负载，选取系统的元器件。分析了系统被控对象，并建立了数学模型。基于此模型，我们采用模糊．PID控制算法，进行仿真得到较好的跟踪效果。介绍了系统的工程实现。叙述了各

2、个模块的功能和组成。重点介绍了系统主控模块和伺服模块的设计和开发过程，并从硬件和软件方面介绍了研制中的关键技术和难点。经过初步外场试验，定向天线转台伺服系统能满足通信要求。关键词：定向天线姿态传感器步进电机Fuzzy-PID控制算法AbstractThepaperintroducesthedesignanddevelopmentofdirectionalantennaturntableservosystemforthecommunicationbetweentheshipwithamicrostripantennaandthestationwithamicrowaveradio．

3、Itisanattempttomakealow—costturntableSel'vOsystemapplytocivilfield，anditalsoprovidesabasisforthefurtherstudyandgeneralizationofthiskindofproduction．Basedontherelationshipbetweenthegeographiccoordinatesoftheshipandtheradio，thetargetdirectioncouldbeascertained．Thequantitativeinfluencecausedbyth

4、epitchingandrollingofthemotionshipisanalyzed．Thus，thefeasibilityofsingleorientationaxisturntablestructurewhichistobeusedintheservesystemcouldbedemonstrated．Theschemeofthissystem，includingsystemcompositionandworkingprocess，isdepicted．Accordingtotheantennacommunicationrequirementandthesystembur

5、den，thetextdescribestheselectingtypeofthecomponents．Controlledobjectsaleanalyzed，theirmathematicalmodelisestablished．Basedonthemodel，aFuzzy—PIDcontrolalgorithmisadopted．Theresultsofsimulatingthesystemshowabeaertrackingperformance．Finally,therealizationofthesystemisdescribedinthepaper．Thecompo

6、sitionsandtheirfunctionsareexplained．Thedesignanddevelopmentprocessesofthesystemcontrolmoduleandthesel'vOmodulealeclearlyexplained，Somekeytechnologiesofthemaredepictedonhardwareandsoftware．Thesystemhasbeenprimarilytested,theresultsindicatethatthedirectionalantennaturntableSel'vOsystemgenerall

7、ysatisfiestherequirementofthecommunicationbe旧contheantennaandtheradio．Keywords：DirectionalantennaAttitudesensorStepmotorFuzzy—PIDcontrolalgorithm创新性声明本人声明所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢中所罗列的内容以外，论文中不含有其他人已经发表或撰写的研究成果；也不包含为获