發(fā)布時間：2017-04-09 10:19

  本文關(guān)鍵詞：船載“動中通”衛(wèi)星通信控制系統(tǒng)設(shè)計，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：衛(wèi)星通信技術(shù)由于不受地域和自然條件的限制,覆蓋面積大,通信距離遠,機動性靈活等特點區(qū)別于其他通信技術(shù),尤其適合在環(huán)境惡劣等緊急情況下使用。在移動過程中實現(xiàn)衛(wèi)星通信的設(shè)備稱作“動中通”,其技術(shù)核心為天線伺服控制系統(tǒng)。由于海上的環(huán)境較陸地上更為復雜多變,故而對船載“動中通”天線伺服控制系統(tǒng)的設(shè)計要求更高。本論文以船載“動中通”天線伺服控制系統(tǒng)的設(shè)計作為研究方向,針對仿真建模,控制方法,硬件電路和軟件實現(xiàn)幾個方面展開深入研究,文章的主要內(nèi)容包括:(1)簡介船載“動中通”衛(wèi)星通信系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu),針對伺服控制系統(tǒng)的原理及構(gòu)成進行分析,得到伺服控制系統(tǒng)的性能需求及指標;(2)根據(jù)需求及指標設(shè)計伺服控制系統(tǒng),使用MATLAB中的Simulink對整個系統(tǒng)進行建模仿真,驗證可行性;(3)根據(jù)可行性分析結(jié)果,結(jié)合實際設(shè)備的參數(shù)進行算法設(shè)計,在傳統(tǒng)PID控制方法中加入模糊控制,構(gòu)建Fuzzy-PID控制算法;(4)采用俯仰,方位,橫滾,三軸的方式構(gòu)建穩(wěn)定平臺,使用無刷直流電機作為驅(qū)動設(shè)備,并將電路分為驅(qū)動板,控制板兩部分進行電路設(shè)計;(5)遵循自下向上原則,構(gòu)建伺服控制系統(tǒng)軟件,主要包括各模塊的初始化以及中斷方式、工作響應等。論文設(shè)計實現(xiàn)了一種船載“動中通”衛(wèi)星通信控制系統(tǒng),提高了尋星的快速性和跟蹤的穩(wěn)定性,并采用層次分明的模塊化軟件設(shè)計方法為今后的系統(tǒng)維護帶來便利。
【關(guān)鍵詞】：衛(wèi)星通信 動中通 伺服控制 Fuzzy-PID
【學位授予單位】：南京郵電大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TN927.2
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 第一章 緒論8-12
• 1.1 課題背景及來源8-9
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀9-10
• 1.2.1 國外研究現(xiàn)狀9
• 1.2.2 國內(nèi)研究現(xiàn)狀9-10
• 1.3 論文研究的主要內(nèi)容10-12
• 第二章 船載“動中通”系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)12-18
• 2.1 衛(wèi)星通信工作原理12
• 2.2 船載“動中通”機械結(jié)構(gòu)12-13
• 2.3 船載“動中通”功能子系統(tǒng)13-15
• 2.3.1 天饋分系統(tǒng)13-14
• 2.3.2 伺服分系統(tǒng)14
• 2.3.3 收發(fā)分系統(tǒng)14-15
• 2.3.4 監(jiān)控分系統(tǒng)15
• 2.4 船載“動中通”天線控制子系統(tǒng)15-17
• 2.4.1 伺服系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計及其運動描述15-16
• 2.4.2 天線姿態(tài)及坐標轉(zhuǎn)換16
• 2.4.3 跟蹤方案選取16-17
• 2.4.4 控制功能實現(xiàn)17
• 2.5 本章小結(jié)17-18
• 第三章 天線伺服控制系統(tǒng)模型18-31
• 3.1 隨動伺服系統(tǒng)基本構(gòu)成18-19
• 3.2 電機模型19-25
• 3.2.1 直流伺服無刷電機的結(jié)構(gòu)及原理19-21
• 3.2.2 直流伺服無刷電機數(shù)學模型21-25
• 3.3 系統(tǒng)仿真建模25-30
• 3.3.1 仿真軟件介紹26
• 3.3.2 電機仿真26-28
• 3.3.3 系統(tǒng)仿真28-30
• 3.4 本章小結(jié)30-31
• 第四章 天線控制系統(tǒng)算法設(shè)計31-38
• 4.1 傳統(tǒng)PID與Fuzzy-PID31-34
• 4.1.1 傳統(tǒng)PID簡介31-32
• 4.1.2 Fuzzy-PID簡介32-34
• 4.2 天線控制系統(tǒng)算法制定34-37
• 4.2.1 隸屬度函數(shù)34-35
• 4.2.2 模糊算法設(shè)計35-36
• 4.2.3 船載“動中通”伺服系統(tǒng)模糊算法實現(xiàn)36-37
• 4.3 本章小結(jié)37-38
• 第五章 硬件電路設(shè)計38-52
• 5.1 系統(tǒng)總體方案設(shè)計38-40
• 5.1.1 概述38
• 5.1.2 系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)38-39
• 5.1.3 微控制器選型39-40
• 5.2 控制板設(shè)計40-47
• 5.2.1 電源管理電路40-42
• 5.2.2 C8051F120最小系統(tǒng)42-43
• 5.2.3 EEPROM存儲器電路43
• 5.2.4 串行通信UART電路43-44
• 5.2.5 角速度陀螺電路44-46
• 5.2.6 光電編碼器電路46-47
• 5.3 鍵盤及顯示系統(tǒng)設(shè)計47-49
• 5.3.1 薄膜鍵盤47
• 5.3.2 LCD控制器電路47-49
• 5.3.3 LED接口電路49
• 5.4 電機驅(qū)動板設(shè)計49-51
• 5.4.1 無刷直流電機控制電路49-50
• 5.4.2 DA轉(zhuǎn)換電路50-51
• 5.5 本章小結(jié)51-52
• 第六章 控制系統(tǒng)軟件設(shè)計52-64
• 6.1 軟件開發(fā)環(huán)境簡介52
• 6.2 控制系統(tǒng)軟件結(jié)構(gòu)52-53
• 6.3 底層驅(qū)動程序設(shè)計53-58
• 6.3.1 C8051F120初始化53-55
• 6.3.2 傾斜儀驅(qū)動程序55-56
• 6.3.3 EEPROM驅(qū)動程序56
• 6.3.4 陀螺儀驅(qū)動程序56-57
• 6.3.5 電機驅(qū)動程序57-58
• 6.4 天線控制程序設(shè)計58-61
• 6.4.1 定時器中斷服務程序58-59
• 6.4.2 UART0中斷服務程序59
• 6.4.3 MAX505中斷服務程序59-60
• 6.4.4 電機控制程序60-61
• 6.5 產(chǎn)品測試61-63
• 6.5.1 測試環(huán)境簡介61-62
• 6.5.2 測試結(jié)果62-63
• 6.6 本章小結(jié)63-64
• 第七章 總結(jié)與展望64-65
• 參考文獻65-68
• 附錄1 MATLAB仿真結(jié)果68-69
• 附錄2 硬件電路原理圖69-70
• 附錄3 程序清單70-74
• 附錄4 攻讀碩士學位期間撰寫的論文74-75
• 附錄5 攻讀碩士學位期間申請的專利75-76
• 致謝76

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本文編號：295043