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容灾地球站天线伺服控制系统的研究与设计

作　者: 李友平
导　师: 谢继东
学　校: 南京邮电大学
专　业: 电子与通信工程
关键词: 地球站伺服控制容灾自动跟踪卫星通信
分类号: TN820.3
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
下　载: 12次
引　用: 1次
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内容摘要

我国自然灾害频发,事先建立一套能抵御灾害的、可靠的、可用性强且响应迅速的卫星应急通信系统至关重要。基于此需要,我们着手开发了一套容灾卫星通信系统。本论文研究的是容灾卫星通信系统的天线伺服控制系统,它是容灾卫星通信系统的核心部分。容灾卫星通信系统的天线伺服系统不同于一般的固定站天线伺服系统,它具有特别设计的对自然灾害的承受能力,如果由于地震、台风等重大自然灾害导致天线偏离目标卫星,天线可自动启动寻星过程,重新对准卫星,便于使地球站快速恢复通信。本文首先简要描述了容灾地球站天线伺服系统的组成和工作原理；重点描述了天线伺服控制系统的软硬件设计。系统控制软件的模块化设计,确保了控制系统执行的高效性和精确性。容灾地球站天线伺服系统采用天线控制器主／从备份、驱动器主／从备份等措施,再加上很强的故障自诊断功能,使系统具有非常高的可靠性和可维修性指标。

全文目录

摘要  4-5
ABSTRACT  5-8
第一章绪论  8-12
  1.1 课题研究背景  8-9
  1.2 课题研究意义  9
  1.3 国内外研究现状  9-10
  1.4 论文的内容安排  10-12
第二章系统总体设计  12-27
  2.1 系统组成  12-15
    2.1.1 天线分系统  12-14
    2.1.2 接收发射分系统  14
    2.1.3 伺服分系统  14
    2.1.4 监控分系统  14-15
  2.2 容灾性设计  15
  2.3 可靠性设计  15-26
    2.3.1 可靠性基本概念  15-18
    2.3.2 系统可靠性模型  18-20
    2.3.3 可靠性预计  20-22
    2.3.4 可靠性指标分配  22-24
    2.3.5 可靠性设计  24-26
  2.4 工作环境及可靠性要求  26
  2.5 本章小结  26-27
第三章天线伺服控制方案  27-34
  3.1 天线伺服控制工作原理  27
  3.2 对星理论角度计算  27-30
  3.3 天线座结构设计  30
  3.4 天线跟踪方式选择  30-33
  3.5 本章小结  33-34
第四章伺服控制系统硬件设计  34-50
  4.1 伺服控制系统硬件模块  34-46
    4.1.1 处理器模块  35-36
    4.1.2 电源和时钟模块  36-37
    4.1.3 模数转换模块  37-38
    4.1.4 串口通信模块  38-41
    4.1.5 卫星信号采集模块  41-42
    4.1.6 传感器的选择  42-46
  4.2 伺服电机选型及驱动模块  46-49
    4.2.1 电机选择  47
    4.2.2 变频器  47-48
    4.2.3 驱动电路  48-49
  4.3 本章小结  49-50
第五章伺服控制系统软件设计  50-60
  5.1 软件设计要求  50
  5.2 软件开发环境  50-51
  5.3 模块化软件设计  51-59
    5.3.1 主程序模块  51-52
    5.3.2 单片机初始化  52-55
    5.3.3 天线初始化  55-56
    5.3.4 上下位机通信协议  56-57
    5.3.5 天线搜索  57-58
    5.3.6 天线跟踪  58-59
  5.4 本章小结  59-60
第六章系统实现  60-66
  6.1 天线外观及描述  60
  6.2 天线控制箱  60-61
  6.3 PC监控  61-64
  6.4 数据实时显示  64-65
  6.5 本章小结  65-66
第七章总结与展望  66-67
参考文献  67-69
致谢  69-70
附录一主函数源代码  70-73
附录二天线搜索程序  73-75
附录三串口0程序  75-76

容灾地球站天线伺服控制系统的研究与设计

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