關于動中通天線伺服控制系統的分析

摘 要：隨著社會的不斷發展，科技的不斷進步，我國各個領域均得到了很好的發展，尤其在動中通天線伺服控制系統得以開發和應用后。所謂天線伺服控制系統，其主要是起到控制天線的作用，使其能夠準確地自動跟蹤空中目標方向。文章通過查閱相關資料，簡要介紹了動中通天線伺服控制系統原理、天線平臺伺服控制策略，以及動中通天線伺服控制系統設計與軟件開發方面的內容，以期能夠為促進動中通天線伺服控制系統的優化和發展提供有價值的參考。

關鍵詞：動中通；天線伺服控制系統；原理；策略；設計；軟件開發

前言

近年來我國經濟實力不斷攀升，這與各個行業的飛速發展有著密切關系，人們的生活質量也有了更大的提升，此種形勢下人們對各方面的要求也越來越高。移動中通信穩定簡稱動中通，該項技術的應用可以充分改善傳統天線伺服控制系統實時載體方面的弊端，特別在隔離載體運動狀態、方向方面能夠發揮很大的作用，并且保證天線波束瞄準線能夠跟蹤衛星，實現不間斷通信。若要充分達到此要求，則需要應用實時伺服控制系統，在整個過程中必須充分保證伺服控制系統的性能。

1 動中通天線伺服控制系統原理

（1）動中通天線伺服控制系統組成

動中通天線伺服控制系統可以劃分為如下幾個部分：一是天線組件；二是平臺機構組件；三是伺服控制系統，具體見圖1。伺服控制系統包括：控制器、測角部件、直流力矩電阻、電機驅動器、二次電源、連接線、接插件等[1]。

（2）天線平臺結構分析

天線平臺結構在整個伺服控制系統中占據著重要地位，尤其在平臺隨動跟蹤回路中，在平臺運行過程中，平臺結構能夠發揮很大的作用，如其是電機驅動的運行載體、是高質量的瞄準線、是有效荷載負載設備的裝置等，同時其也可以起到指導、安裝等作用。另外，當有效載荷處于工作狀態下時，其也可以控制回路中的執行電機產生的驅動力，并不斷提升瞄準精度。在天線伺服控制系統不斷的優化中，天線平臺已經發生了較大的變化，其無論在結構方面，或是在型式方面均與以往不同，同時也提升了對天線平臺的要求，如其必須具有反應快、高精度以及動作迅速等特點[2]。

2 天線平臺伺服控制策略

（1）控制策略的選擇原則

天線平臺若要充分適應當代社會對其各方面的要求，則必須實現高精度，雖然我國在此方面已經采取了多種措施，也取得了不同的成果，但究竟傳統控制方法更勝一籌，或是現代控制方法更具效果至今未形成統一的定論。但是在對其進行研究時，根軌跡法、頻域法一直處于主導地位，而此兩種方法均是傳統算法，由此可見，傳統算法依然有很多可取之處。然而現代科技發展較為迅速，且各個領域對天線平臺的使用要求也在不斷提升，尤其很多其他因素會對其產生影響，如空氣阻力、摩擦力等，因此在此方面也要重視現代控制方法的使用。鑒于天線平臺伺服控制系統的應用領域不同，具體應選擇何種控制策略需要根據實際情況而定。

（2）參數整定方法

前文已經提到過有關于算法的問題，如今應用較為普遍的可以分為三種：一是經典數字PID算法；二是積分分離PID算法；三是參數整定方法，文章主要介紹參數整定方法的內容。事實上參數整定方法需要與PID算法結合使用，尤其是單獨使用經典PID算法時，需要模擬參數調節方法，此種方法在我國已經應用多年，其特點在于：其在進行調節時并不需要十分準確的參數值，而是可以利用模型對象來進行計算，最有效的方式是簡易工程法，在應用此種方法時需要注意一些關鍵環節，如需要控制采樣時間，必須使其小于調節時間，至少要達到0.1倍；另外，相似度的選擇也十分重要，此相似度主要是指數字算法、連續算法之間的相似度，一般會在控制性能方面體現出來[3]。

3 動中通天線伺服控制系統設計與軟件開發

（1）天線伺服控制系統功能與參數

在對天線伺服控制系統的功能進行設計時往往需要考慮到如下幾個方面：a.自檢。在第一次使用該系統時，或是將系統重新啟動，亦或是平臺運行中時，一旦人們感覺平臺傳感器采集的角度值、顯示值出現異常，則可以啟動自檢程序；b.點動。整個系統包括多個環節，為了避免在人為干預的情況下造成更大范圍的影響，可以利用點動的方式來縮小操作范圍；c.穩定。當天線平臺發揮作用后，其會跟蹤到目標衛星，為了在長時間的運行中不丟失目標，必須不斷加強天線平臺瞄準線的性能，使其能夠一直保持穩定。

（2）天線伺服控制系統結構設計

系統結構的設計是最為重要的部分，其直接關系到其他部分的設計，因此必須充分重視此方面，在進行天線平臺總體設計時，要將控制電路板、驅動電路板以及傳感器等方面的性能、影響因素作出綜合考量，尤其是擺放位置方面，切勿出現因空間不足而無法安裝全部硬件的情況，也不要因電磁波的干擾過大而影響整體效果。另外，在機載平臺方面，為了使其更能符合現代化要求，其無論在重量上，或是體積上均應得到控制，越小越好。

（3）天線伺服控制系統硬件設計

硬件設計中主要是針對各個模塊：a.數據采集與條理電路。此方面是對二軸天線平臺的兩路角位置信號進行采樣，為今后伺服回路控制打下基礎，值得注意的是要保證靜態穩定性，同時要保證設計精度，控制誤差；b.核心控制電路。該部分是整個系統中最為重要的環節，其往往由多個部分組成，如二次電源、晶振以及串口通信電路、CPU系統等，在此方面設計中，選擇CPU是最為關鍵的，標準指標可以圍繞在主頻運行速率方面來衡量。

（4）天線伺服控制系統軟件設計

軟件設計質量如何直接影響到整個平臺的工作性能，因此必須嚴格按照總體設計要求，并結合實際應用需求來進行軟件系統的設計，具體可以從前臺主循環設計、穩定環中斷處理例程以及跟蹤環中斷處理例程方面著手。軟件系統主要是由程序代碼支撐，不同模塊的代碼不同，所發揮的作用也不近相同，另外，在設計時應確保整個系統界限明晰且維護方便。

4 結束語

綜上所述，研究關于動中通天線伺服控制系統分析方面的內容具有十分重要的意義，其不僅關系到動中通天線伺服控制系統的發展和優化，也關系到今后天線伺服控制系統相關的軟件開發問題，甚至與社會發展息息相關。在動中通天線伺服控制系統的研究中可以發現，雖然我國針對此方面已經在不斷加大資金、技術以及人才方面的支持，且小有成就，但在實際的應用中依然會暴露出些許問題，因此相關機構和人員應加強此方面的研究。

參考文獻

[1]潘青亮，苗曉峰，林柳夢. 一種新的動中通天線伺服結構布局布線的設計[J]. 科技風，2016，8：148-149.

[2]潘玲云，王慶林，張磊.車載“動中通”伺服控制系統研究與應用[J]. 微型機與應用，2016，15：38-41.

[3]幸雪初，王湘新，陳紹黔.基于LandMark 10 AHRS的車載動中通天線穩定系統的分析與設計[J].數字通信世界，2015，09：31-34.

作者簡介：彭海龍（1987，03-），男，漢族，河北獻縣人，本科學歷，任職于河北諾亞人力資源開發有限公司，助理工程師，研究方向：天線伺服控制設計及測試。