关于动中通天线伺服控制系统的分析

摘 要：随着社会的不断发展，科技的不断进步，我国各个领域均得到了很好的发展，尤其在动中通天线伺服控制系统得以开发和应用后。所谓天线伺服控制系统，其主要是起到控制天线的作用，使其能够准确地自动跟踪空中目标方向。文章通过查阅相关资料，简要介绍了动中通天线伺服控制系统原理、天线平台伺服控制策略，以及动中通天线伺服控制系统设计与软件开发方面的内容，以期能够为促进动中通天线伺服控制系统的优化和发展提供有价值的参考。

关键词：动中通；天线伺服控制系统；原理；策略；设计；软件开发

前言

近年来我国经济实力不断攀升，这与各个行业的飞速发展有着密切关系，人们的生活质量也有了更大的提升，此种形势下人们对各方面的要求也越来越高。移动中通信稳定简称动中通，该项技术的应用可以充分改善传统天线伺服控制系统实时载体方面的弊端，特别在隔离载体运动状态、方向方面能够发挥很大的作用，并且保证天线波束瞄准线能够跟踪卫星，实现不间断通信。若要充分达到此要求，则需要应用实时伺服控制系统，在整个过程中必须充分保证伺服控制系统的性能。

1 动中通天线伺服控制系统原理

（1）动中通天线伺服控制系统组成

动中通天线伺服控制系统可以划分为如下几个部分：一是天线组件；二是平台机构组件；三是伺服控制系统，具体见图1。伺服控制系统包括：控制器、测角部件、直流力矩电阻、电机驱动器、二次电源、连接线、接插件等[1]。

（2）天线平台结构分析

天线平台结构在整个伺服控制系统中占据着重要地位，尤其在平台随动跟踪回路中，在平台运行过程中，平台结构能够发挥很大的作用，如其是电机驱动的运行载体、是高质量的瞄准线、是有效荷载负载设备的装置等，同时其也可以起到指导、安装等作用。另外，当有效载荷处于工作状态下时，其也可以控制回路中的执行电机产生的驱动力，并不断提升瞄准精度。在天线伺服控制系统不断的优化中，天线平台已经发生了较大的变化，其无论在结构方面，或是在型式方面均与以往不同，同时也提升了对天线平台的要求，如其必须具有反應快、高精度以及动作迅速等特点[2]。

2 天线平台伺服控制策略

（1）控制策略的选择原则

天线平台若要充分适应当代社会对其各方面的要求，则必须实现高精度，虽然我国在此方面已经采取了多种措施，也取得了不同的成果，但究竟传统控制方法更胜一筹，或是现代控制方法更具效果至今未形成统一的定论。但是在对其进行研究时，根轨迹法、频域法一直处于主导地位，而此两种方法均是传统算法，由此可见，传统算法依然有很多可取之处。然而现代科技发展较为迅速，且各个领域对天线平台的使用要求也在不断提升，尤其很多其他因素会对其产生影响，如空气阻力、摩擦力等，因此在此方面也要重视现代控制方法的使用。鉴于天线平台伺服控制系统的应用领域不同，具体应选择何种控制策略需要根据实际情况而定。

（2）参数整定方法

前文已经提到过有关于算法的问题，如今应用较为普遍的可以分为三种：一是经典数字PID算法；二是积分分离PID算法；三是参数整定方法，文章主要介绍参数整定方法的内容。事实上参数整定方法需要与PID算法结合使用，尤其是单独使用经典PID算法时，需要模拟参数调节方法，此种方法在我国已经应用多年，其特点在于：其在进行调节时并不需要十分准确的参数值，而是可以利用模型对象来进行计算，最有效的方式是简易工程法，在应用此种方法时需要注意一些关键环节，如需要控制采样时间，必须使其小于调节时间，至少要达到0.1倍；另外，相似度的选择也十分重要，此相似度主要是指数字算法、连续算法之间的相似度，一般会在控制性能方面体现出来[3]。

3 动中通天线伺服控制系统设计与软件开发

（1）天线伺服控制系统功能与参数

在对天线伺服控制系统的功能进行设计时往往需要考虑到如下几个方面：a.自检。在第一次使用该系统时，或是将系统重新启动，亦或是平台运行中时，一旦人们感觉平台传感器采集的角度值、显示值出现异常，则可以启动自检程序；b.点动。整个系统包括多个环节，为了避免在人为干预的情况下造成更大范围的影响，可以利用点动的方式来缩小操作范围；c.稳定。当天线平台发挥作用后，其会跟踪到目标卫星，为了在长时间的运行中不丢失目标，必须不断加强天线平台瞄准线的性能，使其能够一直保持稳定。

（2）天线伺服控制系统结构设计

系统结构的设计是最为重要的部分，其直接关系到其他部分的设计，因此必须充分重视此方面，在进行天线平台总体设计时，要将控制电路板、驱动电路板以及传感器等方面的性能、影响因素作出综合考量，尤其是摆放位置方面，切勿出现因空间不足而无法安装全部硬件的情况，也不要因电磁波的干扰过大而影响整体效果。另外，在机载平台方面，为了使其更能符合现代化要求，其无论在重量上，或是体积上均应得到控制，越小越好。

（3）天线伺服控制系统硬件设计

硬件设计中主要是针对各个模块：a.数据采集与条理电路。此方面是对二轴天线平台的两路角位置信号进行采样，为今后伺服回路控制打下基础，值得注意的是要保证静态稳定性，同时要保证设计精度，控制误差；b.核心控制电路。该部分是整个系统中最为重要的环节，其往往由多个部分组成，如二次电源、晶振以及串口通信电路、CPU系统等，在此方面设计中，选择CPU是最为关键的，标准指标可以围绕在主频运行速率方面来衡量。

（4）天线伺服控制系统软件设计

软件设计质量如何直接影响到整个平台的工作性能，因此必须严格按照总体设计要求，并结合实际应用需求来进行软件系统的设计，具体可以从前台主循环设计、稳定环中断处理例程以及跟踪环中断处理例程方面着手。软件系统主要是由程序代码支撑，不同模块的代码不同，所发挥的作用也不近相同，另外，在设计时应确保整个系统界限明晰且维护方便。

4 结束语

综上所述，研究关于动中通天线伺服控制系统分析方面的内容具有十分重要的意义，其不仅关系到动中通天线伺服控制系统的发展和优化，也关系到今后天线伺服控制系统相关的软件开发问题，甚至与社会发展息息相关。在动中通天线伺服控制系统的研究中可以发现，虽然我国针对此方面已经在不断加大资金、技术以及人才方面的支持，且小有成就，但在实际的应用中依然会暴露出些许问题，因此相关机构和人员应加强此方面的研究。

参考文献

[1]潘青亮，苗晓峰，林柳梦. 一种新的动中通天线伺服结构布局布线的设计[J]. 科技风，2016，8：148-149.

[2]潘玲云，王庆林，张磊.车载“动中通”伺服控制系统研究与应用[J]. 微型机与应用，2016，15：38-41.

[3]幸雪初，王湘新，陈绍黔.基于LandMark 10 AHRS的车载动中通天线稳定系统的分析与设计[J].数字通信世界，2015，09：31-34.

作者简介：彭海龙（1987，03-），男，汉族，河北献县人，本科学历，任职于河北诺亚人力资源开发有限公司，助理工程师，研究方向：天线伺服控制设计及测试。