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随着卫星信息应用与传输的日益广泛,在船体上建立卫星接收系统的需求也日益增加,而目前现有的船载系统都是依靠单独的稳定平台隔离船摇,天线的稳定性依赖于稳定平台,自主能力差、相对成本高,因此开发一套自主性强、成本低的船载天线接收系统具有重要的现实意义。
本文介绍了一种在小型陆基天线系统基础上建立的捷联式天线控制系统,给出了系统的硬件设计、控制模块设计和软件设计。首先根据轨道跟踪特性分析,确定了陆基天线系统的控制模型;然后建立了船体扰动模型,据此总结出了船体对天线产生的扰动方程,通过姿态矩阵转换建立了数字捷联补偿方程,结合轨道跟踪特性分析,确定了捷联式天线系统的控制模型;在此基础上,完成了控制系统的硬件设计,包括控制电路设计、自整角机输出信号转换电路设计、硬件保护电路设计等;最后开发了一套完整的天线跟踪控制软件。
该系统具有自主的数字捷联稳定平台,同时具有跟踪卫星和隔离船摇的能力,系统以双轴倾角传感器作为船摇姿态的测量,以HY-01型天线为跟踪执行机构,既可用于陆基跟踪也可用于船载跟踪。系统在以步进电机为驱动元件的条件下,将PID算法用于闭环反馈控制系统中,提高了系统的跟踪精度和响应快速性。系统调试表明,所开发的捷联式天线控制系统已达到预期的效果。