论文部分内容阅读
本文以卫星自动跟踪伺服系统的研发为背景,深入研究了卫星信号初始对准、稳定跟踪等相关技术。在对系统总体方案分析研究的基础上,详细论述了系统软硬件的开发过程,并对系统的性能进行了测试与分析。本文的主要研究内容如下:首先,通过分析研究常见的稳定跟踪技术,结合实际需求,确定了惯导前馈补偿和程序跟踪+圆锥扫描相结合的稳定跟踪策略,并在此基础上详细阐述了系统初始对准和稳定跟踪的工作过程。根据系统的接口配置和功能需求,确定了系统的硬件总体设计方案。系统硬件架构主要由运动控制单元、驱动单元以及转台机构三部分组成,基于各组成部分的实际需求完成了主要元部件的选型。同时,完成了电路板的设计与开发。然后,分析研究了圆锥扫描跟踪技术的工作原理,详细论证了圆锥扫描的工程实现方法,并进行了MATLAB仿真验证。同时,针对传统圆锥扫描跟踪技术设计了前馈补偿、均值滤波等性能改进方案。依据模块化程序设计思想,确定了控制系统的软件构架。在对步进电机开、闭环控制方式分析探讨的基础上,选取改进的闭环PID算法作为核心控制算法。完成了系统初始化、数据采集与解码、初始对准以及稳定跟踪模块的软件开发。最后,搭建了卫星自动跟踪伺服系统,并对系统性能进行了分步调试,包括主控单元与传感器通信功能测试、转台机械特性测试以及电波开环、闭环条件下的稳定跟踪性能测试。通过对实验结果的分析,初步验证了系统所采用跟踪策略的可行性。