【正文】 機+PCI卡，以便于給伺服驅動器發(fā)送指令。一般伺服系統(tǒng)的帶寬小于 15赫，大型設備伺服系統(tǒng)的帶寬則在1～2赫以下?；鹋诳刂坪痛婵刂凭褪堑湫偷睦印?衛(wèi)星通信隨動地球站伺服系統(tǒng)概述伺服系統(tǒng)，用來精確地跟隨或復現(xiàn)某個過程的反饋控制系統(tǒng)。研究一套自己的動中通系統(tǒng)顯得尤為重要，這項研究對船載或車載“動中通”加速走向民用具有重要實用價值，擁有潛在巨大市場前景。從目前的研究狀況及具體測試性能結果來看，國內(nèi)在這方面的研究與國外相比有較大的差距。而且隨著Ku、Ka頻段的應用，使衛(wèi)星接收設備體積減少，成本降低，動中通的大量應用成為可能。衛(wèi)星通信是現(xiàn)代通信技術的重要成果，它具有覆蓋面大、頻帶寬、容量大、適用于多種業(yè)務、性能穩(wěn)定可靠、機動靈活、不受地理條件限制、成本與通信距離無關等優(yōu)點，特別適用于在海洋、沙漠和地勢復雜且難以修建聽信設施的地區(qū)建立起通信聯(lián)系，在國際、國內(nèi)、國防、移動通信和廣播電視等領域得到了廣泛應用。 Earth Station。但是由于這種系統(tǒng)涉及到得技術與領域廣泛，包括機械結構設天線面設計、通信系統(tǒng)設計、硬件電路設計、軟件編程以及自動在控制方面知識等，研發(fā)難度較大，在市場上也基本是國外的產(chǎn)品占據(jù)統(tǒng)治地位，對這于我國的經(jīng)濟與國家安全都是非常不利的。在當前移動通信市場，“動中通”衛(wèi)星地球站系統(tǒng)以其獨到的優(yōu)勢迅速得到人們的親睞。s lives. Mobile satellite munication technology and automatic control technology are being more perfect, people moving through the satellite network for data, voice, images and growing demand for munication services.In the current mobile munications market, Moving satellite earth station system quickly with its unique advantages of the propeople stare. However, because this system involves techniques and areas of extensive, including mechanical structure design, antenna surface design, munications system design, hardware design, software programming, and automatic knowledge in control, research and development are more difficult. in the market dominance of foreign products, they are very unfavorable in our economic and national security. Therefore, the development has independent intellectual property rights, stable performance, lowcost mobile satellite munication system has bee an issue requires an urgent solution. This paper describes the satellite munication earth station with the overall design of dynamic servo systems. For the car and the ship were made of. Hardware of the system to function modules were introduced by to. The key technology is difficult, including PID control and Circular Cone Scans.Key words: satellite munications。1965年第一顆商用國際通信衛(wèi)星被送入大西洋上空同步軌道，開始了利用靜止衛(wèi)星的商業(yè)通信，并真正進入了實用階段。軍事上，現(xiàn)代戰(zhàn)爭越來越強調(diào)部隊的快速機動性和可靠的通信能力，在任何地方任何時間實現(xiàn)順暢通信成為一個必然要解決的問題；在民用上，運動中的衛(wèi)星通信極大的滿足了人們對在運動載體上實現(xiàn)多媒體通信、收看同步衛(wèi)星電視、網(wǎng)絡接入任務，以及監(jiān)控等需求。另外，國內(nèi)還有南京理工大學、重慶大學和中電集團39所等多家單位從事“動中通”系統(tǒng)的研究工作。通過合理設計圓錐掃描的機械結構、采用改進型算法以及理論研究，是當前解決低成本地球站圓錐掃描跟蹤體制的迫切需求。系統(tǒng)按功能可分為以下幾個部分：監(jiān)控分系統(tǒng)、伺服控制分系統(tǒng)、天饋分系統(tǒng)和信號收發(fā)分系統(tǒng)。采用伺服系統(tǒng)主要是為了達到下面幾個目的：（1）以小功率指令信號去控制大功率負載。慣性越大，帶寬越窄。伺服系統(tǒng)按所用驅動元件的類型可分為機電伺服系統(tǒng)、液壓伺服系統(tǒng)和氣動伺服系統(tǒng)。伺服分系統(tǒng)的主要功能是采集系統(tǒng)由傳感器（GPS、水平儀、陀螺儀、電子羅盤）感應到得外界環(huán)境信息后，根據(jù)波束圓錐掃描輸出誤差信號對天線作閉環(huán)跟蹤補償程序，實時采取跟蹤策略，使天線始終對準衛(wèi)星。年月日一月日在瑞士日內(nèi)瓦召開的世界無線電大會關于機載、船載、車載衛(wèi)星通信天線的最小尺寸作出建議。近幾年發(fā)展起來的一種移動通信方式叫“動中通”即衛(wèi)星設備安裝在船舶上、飛機上、火車上和汽車上一邊移動一邊通信。（1）自動對星原理所謂對星，就是將衛(wèi)星天線的主波束中心對準要與之通信的衛(wèi)星，建立通信信道的過程。圖22 車載衛(wèi)星天線結構圖機械機構部分的設計力求以最簡單可靠的結構形式達到最佳的動作和定位效果。圖24 車載衛(wèi)星地球站程序控制部分單片機程序采用KEIL C51編寫。因此根據(jù)此信息計算出的方位角和俯仰角還需要進一步修正才能得到天線最終應該達的物理位置，后續(xù)的控制軟件將以修正之后的參數(shù)作為控制電機轉動的依據(jù)。對于提高車載衛(wèi)星站的工作時效性，推動車載衛(wèi)星站的推廣應用具有較為重要的意義。另外，單片機作為控制計算機，負責接收用戶輸入信息，完成與GPS 接收機、天線姿態(tài)傳感器、通信設備等直接的通信，從中獲取地理位置、天線實際姿態(tài)等信息，然后通過對電機控制器發(fā)送命令驅動電機完成對星。前者是使天線一直處在一個穩(wěn)定的基礎上。通常情況下，嵌入式系統(tǒng)上下位機之間的通信可以有串行和并行兩種方式。一般在100米長的雙絞線上所能獲得的最大傳輸速率僅為1Mbps。C 電機驅動數(shù)據(jù)采集處理后，得到的控制量需要經(jīng)由電機完成天線的調(diào)整。 方位電機考慮到方位與俯仰相比，需要力矩較大，本系統(tǒng)中采用的方位電機是常州三協(xié)電機廠生產(chǎn)的無刷直流電機，型號為86ZW3S58A15ECADE/H58，自帶絕對碼盤。軸長： L=25mm 角速度傳感器本系統(tǒng)采用日本SILICON公司的CRS0302型角速度傳感器。60全溫偏差穩(wěn)定性mV177。羅盤使用半雙工的通訊方式，通信的過程為一問一答式。如果已知車載衛(wèi)星天線所處地理位置的經(jīng)度、緯度以及衛(wèi)星下點經(jīng)度，可算出天線對星時方位角、俯仰角，即：天線方位角： （31）天線俯仰角： （32）式中：—天線所在位置的緯度；—衛(wèi)星經(jīng)度值與天線所在位置的經(jīng)度值的差。這樣，車載天線對星的方位角應為： （34）天線指向和正北的夾角可以由電子羅盤獲得。第四章 伺服系統(tǒng)算法研究 經(jīng)典 PID控制算法伺服系統(tǒng)一般是按誤差控制的系統(tǒng)，傳統(tǒng)的方法是采用PID控制。積分控制器的作用是，只要系統(tǒng)中存在誤差，積分控制器作用就不斷累積，輸出控制量就可以消除誤差。該算法的優(yōu)點是原理簡單、易于實現(xiàn)；缺點是每次輸出均與先前狀態(tài)有關，要對e(k)進行累加，運算工作量大，而且輸出的u(k)對應的是執(zhí)行機構的實際位置，如計算機出現(xiàn)故障，u(k)的大幅度變化會引起執(zhí)行機構位置的大幅度變化。積分分離PID的具體算法如下：當︱︱＞，取，只進行PD控制，也即 = （43）式（43）中，當︱︱≤時，取=1，進行PID控制，控制的算法采用如下式位置式控制算法。當不加低通濾波器時，對于普通PID控制，在輸入為單位階躍序列時，即，（k=0,1,2,…），其微分環(huán)節(jié)為： （411）取拉普拉斯變換，則有 （412）對其離散化，則有 （413）或 （414）式（414）中，,由此可得 （415）由上式可看到微分環(huán)節(jié)的作用。因此低通濾波器的截止頻率的選取是至關重要。圖41 執(zhí)行機構飽和特性抗積分飽和法的思路就是在計算u(k)時，首先判斷上一個時刻的控制量u(k1)是否已超出限制范圍。這種體制優(yōu)點是設備簡單，缺點是饋源偏離拋物面焦點，使天線增益下降。根據(jù)上面對3種跟蹤體制的介紹，為了保證對運動衛(wèi)星的跟蹤，文中選擇單脈沖跟蹤體制。圖52　機械圓掃描圖將一個完整的圓軌跡分成256 等分點，并采集信號的大小并判斷出最大信號點，如圖中以A 為中心，掃描后確認最大信號在A →B 方向。而零值跟蹤其帶寬對于小天線很容易做到5Hz 以上。 圓錐掃描原理圓錐掃描跟蹤是把饋源喇叭繞天線對稱軸作圓周運動，或把副面傾斜旋轉，這樣天線波束呈圓錐狀旋轉。其缺點是：（1）饋源永遠偏離拋物面的焦點，使天線增益有一定下降；（2）如果采用機械旋轉方式，會產(chǎn)生震動，影響跟蹤精度；（3）饋源或反射面要加旋轉結構，使結構變得復雜。最理想的狀況是，衛(wèi)星處于天線對稱軸上，波束旋轉一周，天線接收的信號是等量的，即幅度不變。因此，K/決定了系統(tǒng)性能的好壞。結束語本畢業(yè)設計的研究內(nèi)容是不同載體的地球站伺服系統(tǒng)設計，在老師的指導下，我對此課題從未知到有了一定程度的了解，通過本次設計的這幾個月中對于本課題的研究，我對以下幾個方面的內(nèi)容有了較為深入的了解與掌握：（1）掌握了衛(wèi)星通信的相關知識；（2）掌握衛(wèi)星通信中隨動平臺的相關知識；（3）了解了衛(wèi)星通信的原理；（4）了解了PID算法；（5）熟悉衛(wèi)星通信跟蹤技術的原理、作用；（6）熟悉和掌握了跟蹤技術的相關參數(shù)；（7）對天線對星圓錐掃描跟蹤較為熟悉；（8）對步進式、單脈沖、圓錐掃描三種跟蹤技術進行了分析比較。通過衛(wèi)星在移動過程中直接通信，不間斷地雙向傳輸圖像、數(shù)據(jù)、語音等多媒體信息，進行電視直播、電視轉播、語音通訊、視頻會議、遠程調(diào)度管理，應用于電視直播、衛(wèi)星通信、轉播車、電視臺、銀行、軍隊、軍艦、氣墊船、水陸兩用坦克、公安、以及大型調(diào)度管理系統(tǒng)。 Su, Gang Xitong Fangzhen Xuebao / Journal of System Simulation, v 19, n 11, Jun 5, 2007, p 24102412+2