【正文】 指向初始化 再次調(diào)平俯仰陀螺軸線 圖 天線初始化流程圖 天線初始化結(jié)束 進(jìn)入自動尋星 天線穩(wěn)定伺服軟件設(shè)計(jì) 本部分軟件的設(shè)計(jì)保證了天線運(yùn)行的穩(wěn)定，跟蹤衛(wèi)星的穩(wěn)定。主要包括，橫滾、俯仰系統(tǒng)的伺服控制，范方位系統(tǒng)的伺服控制，數(shù)字羅盤補(bǔ)償控制，整個流程包括了判斷 Time_A 定時(shí)標(biāo)志位是否置位， Time_B 定時(shí)標(biāo)志位是否置位，水平儀補(bǔ)償標(biāo)志位是否置位等等。具體的程序流程圖如圖 所示。 N Y Y 開始自動尋星 結(jié)束自動尋星 獲取目標(biāo)衛(wèi)星信息和載體地理位置 計(jì)算天線在地理坐標(biāo)系內(nèi)的俯仰、方位角 將角度值發(fā)至天線控制器 讀取 HMR3000 值 將地理坐標(biāo)值轉(zhuǎn)化為載體坐標(biāo)值 驅(qū)動電機(jī)進(jìn)行程序跟蹤 AGC 電平采集 AGC 電平大 于門限值 到達(dá)目標(biāo)區(qū)域 圖 自動尋星流程圖 N 步進(jìn)跟蹤 Y 程序結(jié)束 圖 伺服軟件流程圖 天線自 動尋星結(jié)束 Time_A定位 標(biāo)志位置位 ? 水平儀補(bǔ)償標(biāo)志位標(biāo)志位置位 ? Time_A定位 標(biāo)志位置位 Time_B 定位 標(biāo)志位置位 三路陀螺 AD采樣濾波 用橫滾、俯仰系統(tǒng)算法 驅(qū)動橫滾、俯仰電機(jī) 調(diào)用方位系統(tǒng)的算法，得到 Time_B 周期 處理上位機(jī)指令，回復(fù) 清 Time_B 定時(shí)標(biāo)志位 驅(qū)動方位電機(jī) 重新開始定時(shí) 清水平儀標(biāo)志位 處理 HMR3000 的數(shù)據(jù) 對三軸系統(tǒng)角度補(bǔ)償 控制次數(shù)清零 清 Time_A定時(shí)標(biāo)志位 Y N Y N Y N Y N 6 系統(tǒng)的仿真 針對系統(tǒng)的運(yùn)行的可行性，根據(jù)現(xiàn)有條件和能力，進(jìn)行了局部的仿真，基本的仿真流程是，以低電平為輸入信號， ~ 分別與 ULN2021 相連， 、 作為輸入口，分別給 、 口低電平，同時(shí)實(shí)現(xiàn)電動機(jī)的正反轉(zhuǎn)。仿真的思路是：陀螺發(fā)出的信號不在規(guī)定范圍時(shí)，低于范圍時(shí)步進(jìn)電機(jī)正轉(zhuǎn)，高于范圍是步進(jìn)電機(jī)反轉(zhuǎn)，在這范圍是不轉(zhuǎn)，從而控制天線接收信號。局部仿真圖如 所示。 圖 局部仿真圖 結(jié) 論 本次的畢業(yè)設(shè)計(jì)依附于現(xiàn)代科技發(fā)展的背景，設(shè)計(jì)了現(xiàn)在發(fā)展比較快速的衛(wèi)星天線跟蹤系統(tǒng)，完 成了基于數(shù)字羅盤、陀螺、步進(jìn)電機(jī)的穩(wěn)定在跟蹤方案，對硬件的結(jié)構(gòu)進(jìn)行了選型和設(shè)計(jì)，對軟件也進(jìn)行了初步的設(shè)計(jì)。 本文主要完成的工作如下： 1） 對系統(tǒng)的總體方案進(jìn)行了設(shè)計(jì)，完成了對天線的底座的設(shè)計(jì)，確定了步進(jìn)跟蹤與程序跟蹤相結(jié)合的自動尋星方案，選用 AGC 電平信號作為跟蹤信號。 2） 進(jìn)行了執(zhí)行器件、傳感器、數(shù)字羅盤、衛(wèi)星接收機(jī)、光電傳感器、電源模塊和微處理器各模塊的選型和電路設(shè)計(jì)。 3） 完成了系統(tǒng)的初始信息的計(jì)算，初步完成了系統(tǒng)的自動尋星方案設(shè)計(jì)，采用程序跟蹤和步進(jìn)跟蹤相結(jié)合的方案。初步完成了系統(tǒng)伺服穩(wěn)定算法的設(shè)計(jì)，采用智能分 區(qū) PID 控制和 bangbang 控制相結(jié)合的方案。 4） 對系統(tǒng)軟件的程序進(jìn)行了初步的設(shè)計(jì)，完成了主要部分程序流程圖的設(shè)計(jì)。 由于能力和時(shí)間的限制，本次設(shè)計(jì)還有很多的不足之處。 1） 對微處理器本可以選用更合適的 DSP430 系列處理芯片，該芯片引腳更多，功能更全，更適合本系統(tǒng)。 2） 系統(tǒng)尋星和伺服控制算法方面參考文獻(xiàn)較多，對此算法有初步的理解，在更深層次，只能簡要描述。 3） 在程序編程階段，整體程序難度較大，只能完成部分程序的設(shè)計(jì)。 致 謝 參 考 文 獻(xiàn) 1 王秉鈞 .現(xiàn)代衛(wèi)星通信系統(tǒng) [M].北京： 電子工業(yè)出版社 , ~45. 2 楊澤 . 車載天線穩(wěn)定系統(tǒng)的設(shè)計(jì)及工程實(shí)現(xiàn) [D]. 南京理工大學(xué) , 2021. 3 沈民誼 . 衛(wèi)星通信天線 , 饋源 , 跟蹤系統(tǒng) [M]. 人民郵電出版社 ,1993. 4 王麗娜 . 衛(wèi)星通信系統(tǒng) [M]. 北京：人民郵電出版社 , 1988. 5 朱春海 . 衛(wèi)星天線伺服驅(qū)動機(jī)構(gòu)的研究 [D]. 西北工業(yè)大學(xué) , 2021. 6 季鴻宇 . 船載衛(wèi)星通信地球站的圓錐掃描技術(shù) [J]. 南京郵電大學(xué)碩士學(xué)位論文 , 2021: 13~14. 7 陳向明 . 機(jī)載天線穩(wěn)定跟蹤系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) [D]. 南京 : 南京理工大學(xué) , 2021. 8 趙會平 . 移動接收衛(wèi)星電視的天線自動跟蹤系統(tǒng) [J]. 廣播與電視技術(shù) , 2021, 7: 119~121. 9 楊俊永 . 船載移動衛(wèi)星電視系統(tǒng)控制技術(shù)及實(shí)現(xiàn)研究 [D]. 重慶大學(xué) , 2021. 10 夏魯瑞 . 移動載體穩(wěn)定跟蹤平臺關(guān)鍵技術(shù)研究 [D]. 國防科學(xué)技術(shù)大學(xué) ,2021. 11 蘇敬旺 . 自跟蹤地球站的天線控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與研制 [D]. 西安電子科技大學(xué) , 2021. 12 劉昌華 . 移動載體衛(wèi)星通信系統(tǒng)天線跟蹤技術(shù)的研究 [D]. 西安電子科技大學(xué) , 2021. 13 陳序 . 移動衛(wèi)星天線穩(wěn)定跟蹤系統(tǒng)的設(shè)計(jì)及工程實(shí)現(xiàn) [D]. 南京理工大學(xué) ,2021. 14 俞紅杰 , 單海 , 沈曉群 . 數(shù)字羅盤 HMR3000 在單片機(jī)系統(tǒng)中的應(yīng)用[J]. 自動化技術(shù)與應(yīng)用 ,2021, 26(9): 115~116. 15 楊培 , 劉彬 , 劉景林 . 基于單片機(jī)控制的天線伺服系統(tǒng) [J]. 微特電機(jī) , 2021, 33(1): 27~28. 16 魏立 . 衛(wèi)星地面站發(fā)射天線的調(diào)整與跟 蹤 [J]. 衛(wèi)星與網(wǎng)絡(luò) , 2021 (1): 40~42. 17 魏華 , 陳淡 . 車載衛(wèi)星天線掃描與跟蹤系統(tǒng)設(shè)計(jì) [J]. 閩江學(xué)院學(xué)報(bào) , 2021, 33(2): 61~64. 18 徐誠 . 車載移動衛(wèi)星天線穩(wěn)定跟蹤系統(tǒng)設(shè)計(jì)及實(shí)現(xiàn) [D]. 南京航空航天大學(xué) ,2021. 19 唐磊 , 邱羽 . 基于 MSP430 步進(jìn)電機(jī)控制器的設(shè)計(jì) [J]. 煤炭技術(shù) , 2021,30(3): 49~51. 20 宋繼光 . 淺談衛(wèi)星接收系統(tǒng) [J]. 硅谷 , 2021 (6): 21~24. 21 李德志 . 二代中 繼衛(wèi)星系統(tǒng)捕獲跟蹤技術(shù)研究與仿真 [D]. 哈爾濱 : 哈爾濱工業(yè)大學(xué) , 2021. 22 胡正群 , 裴軍 , 崔君霞等 . CAPS 地面站天線跟蹤衛(wèi)星 [J]. 電子設(shè)計(jì)工程 , 2021, 20(4): 106~108. 23 寧津生 , 羅志才 . 衛(wèi)星跟蹤衛(wèi)星技術(shù)的進(jìn)展及應(yīng)用前景 [J]. 測繪科學(xué) ,2021, 25(4): 1~4. 24 金奇 , 鄧志杰 . 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