船载“动中通”天线伺服控制系统设计与实现

【摘要】本文研究的内容是卫星天线伺服控制平台,该装置主要运用于海上舰船与卫星的通信。本文主要进行了以下研究：1、提出系统整体设计方案,包括系统的机械结构及相应的器件选型。系统的硬件模块分三部分进行设计,即微型航姿单元、电机驱动单元和主控单元。2、微型航姿单元选用同一系列不同型号功能倾角传感器进行测试比较,采用MEMS陀螺仪单轴输出、双轴硬件差分、双轴软件差分模式进行测量比较,最终确定了使用单轴倾角传感器内部自差分模式和双轴陀螺仪硬件差分模式构成捷联惯导系统。3、当船只移动产生加速度时,倾角传感器在加速度的影响下,测量值不能真实反映倾斜的角度,且陀螺仪在静态时容易发生零点漂移和温度漂移,故采用倾角传感器和陀螺仪之间相互补偿对倾角传感器进行滤波。为了消除外界干扰对航姿子系统的影响,使用递推最小二乘多项式对陀螺仪信号进行滤波。4、对大地坐标和载体坐标算法进行研究。对于方位、俯仰和横滚三轴电机采用闭环控制,分别设计智能分区PID控制算法。5、系统软件设计采用模块化思想,主要有四个模块,分别为初始对星模块、稳定跟踪模块、监控模块和保护模块,给出了各个部分的软件实现方法、软件流程图。6、对系统进行三轴联调,通过三轴摇摆器模拟船只在海上受到的扰动对系统进行动态调试,给出了本系统的稳定跟踪精度。最后对本系统的研究成果和不足之处进行了总结,并对船载“动中通”卫星天线系统的进一步研发进行了展望,希望在下一阶段在系统精度上和优越性能上能够更上一个台阶。
【作者】黄婷婷；
【导师】王大明；李寒；
【作者基本信息】西安工业大学，控制工程，2014，硕士
【关键词】卫星天线；捷联惯导；伺服控制；陀螺仪；稳定跟踪；

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