【摘要】：天線伺服系統(tǒng)可精確控制地球站天線的工作參數(shù)和狀態(tài),提升其自動化水平和工作精度,對實現(xiàn)地球站天線的工作效果、保障鏈路信號接收強度、維持衛(wèi)星通信系統(tǒng)運行狀態(tài)等均具有重要意義。本文針對某13米Ka頻段全動式天線的伺服系統(tǒng)進行了研究和設計,并對常規(guī)步進跟蹤和記憶跟蹤算法進行了優(yōu)化處理,使天線能夠準確、穩(wěn)定地對準目標衛(wèi)星。1、在總體層面對地球站天線伺服系統(tǒng)的應用需求進行了分析。對比分析了地球站天線常用的跟蹤方式,確定了本系統(tǒng)采用步進跟蹤方案,以伺服系統(tǒng)的工作原理和組成結構為基礎,對總體設計方案中進行模塊化處理,分別論述了各模塊的設計方案,提出了步進跟蹤和記憶跟蹤相結合的優(yōu)化天線伺服系統(tǒng)。2、給出了伺服系統(tǒng)具體的硬件設計方案。天線伺服系統(tǒng)的硬件部分主要包括限位檢測電路、安保邏輯電路、變頻器驅動電路和電源設計等,對不同硬件模塊給出了硬件原理或實現(xiàn)電路,并給出了電路中重要元器件的選型方案。3、給出了伺服系統(tǒng)具體的軟件設計方案。天線伺服系統(tǒng)的軟件部分主要包括開發(fā)環(huán)境選取、總體功能確定、初始化及數(shù)據(jù)預處理以及控制、掃描跟蹤實現(xiàn)等,提出了可適用于本伺服系統(tǒng)的高精度、高可靠性的控制算法,包括數(shù)字PID控制、步進跟蹤優(yōu)化算法、記憶跟蹤優(yōu)化算法、掃描算法等內(nèi)容。4、提出了可適用于本課題的測試環(huán)境和測試方案。對伺服系統(tǒng)的性能進行了測試,給出了測試結果,對步進跟蹤、記憶跟蹤優(yōu)化前后數(shù)據(jù)進行了對比分析,結果證明步進跟蹤精度大幅提高,記憶跟蹤效果大幅改善,整套伺服系統(tǒng)滿足指標要求,達到了預期的設計目標。
[Abstract]:The antenna servo system can accurately control the working parameters and state of the earth station antenna, improve its automation level and working precision, realize the working effect of the earth station antenna, and guarantee the receiving intensity of the link signal. It is of great significance to maintain the state of operation of satellite communication system. In this paper, the servo system of a 13m Ka full-acting antenna is studied and designed, and the conventional step tracking and memory tracking algorithms are optimized, so that the antenna can be accurately and stably aligned with the target satellite. The application requirement of antenna servo system of earth station is analyzed in the overall level. The common tracking methods of earth station antenna are compared and analyzed, and the step tracking scheme is adopted in this system. Based on the working principle and structure of servo system, modularization is carried out in the overall design scheme. The design scheme of each module is discussed, and the optimized antenna servo system combining step tracking and memory tracking is put forward. 2, the hardware design scheme of servo system is given. The hardware part of antenna servo system mainly includes limit detection circuit, security logic circuit, frequency converter drive circuit and power supply design, and so on. The hardware principle or realization circuit of different hardware modules are given. The selection scheme of the important components in the circuit is given. 3. The specific software design scheme of the servo system is given. The software part of the antenna servo system mainly includes the selection of the development environment, the determination of the overall function, the initialization and data preprocessing and control, the realization of scanning and tracking, and so on. The high precision that can be applied to the servo system is proposed. High reliability control algorithms, including digital PID control, step-by-step tracking optimization algorithm, memory tracking optimization algorithm, scanning algorithm and so on. 4, the test environment and test scheme that can be applied to this subject are proposed. The performance of servo system is tested, the test results are given, and the data before and after the optimization of step tracking and memory tracking are compared and analyzed. The results show that the precision of step tracking is greatly improved and the effect of memory tracking is greatly improved. The whole servo system meets the requirements of the target and achieves the expected design goal.
【學位授予單位】：西安電子科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2014
【分類號】：TN820.3

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本文編號：2435951