【毕业学位论文】（Word原稿）基于CAN总线的稳定式卫星跟踪天线系统设计与实现-软件工程

硕士学位论文 （软件工程硕士） 基于 线的稳定式卫星跟踪天线 系统设计与实现 姓 名：王立基 学 号： 0721170648 所在院系：软件学院 职业类型：工程硕士 专业领域：软件工程 指导教师：张惠娟 副指导教师：俞刘宝 二 一三年九月 in of a i 0721170648 2013 基于同济大学 位论文版权使用授权书 本人完全了解同济大学关于收集、保存、使用学位论文的规定，同意如下各项内容：按照学校要求提交学位论文的印刷本和电子版本；学校有权保存学位论文的印刷本和电子版，并采用影印、缩印、扫描、数字化或其它手段保存论文；学校有权提供目录检索以及提供本学位论文全文或者部分的阅览服务；学校有权按有关规定向国家 有关部门或者机构送交论文的复印件和电子版；在不以赢利为目的的前提下，学校可以适当复制论文的部分或全部内容用于学术活动。 学位论文作者签名： 2013 年 9 月 25 日 同济大学学位论文原创性声明 本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师指导下，进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本学位论文的研究成果不包含任何他人创作的、已公开发表或者没 有公开发表的作品的内容。对本论文所涉及的研究工作做出贡献的其他个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本学位论文原创性声明的法律责任由本人承担。 学位论文作者签名： 2013 年 9 月 25 日 济大学 硕士学位论文 摘要 1 摘要 伴随我国经济的飞速发展和人民生活水平的不断提高，人们对信息的获取方式和获取渠道及信息获取的实时性提出了新的要求。传统有线通信网络虽然能够提供大带宽数据通信，但受地域、环境等因素限制，在处 理突发事件、现场实时监控等情况时却不能满足使用需求。因此卫星通信作为一种不受空间、时间限制的通信方式正越来越受各行各业的青睐。基于 统正逐渐兴起，其提供的移动宽带数据通信功能可以满足用户在任何时间、地点进行视频、图像、大数据传输的需求。该项技术正越来越广泛的应用于军事、海事、减灾等领域。 论文设计并实现了一种卫星动中通系统。通过对卫星通信市场的广泛调研，了解一线用户需求，深入分析了卫星动中通产品的应用特点，设计了基于 系统。该系统设计目的在于实现在车载、船载安装条件下，稳定的卫星跟踪功能。确保在载体正常行驶过程中，为用户提供了可靠的宽带通信服务。该设计大量采用现有成熟技术，降低了研发成本的同时提高产品可靠性。具体来说，系统核心控制部分采用 用嵌入式编程技术及 最终实现产品整体设计。 该系统设计过程经历需求分析、产品预研、产品设计、样机制作、批量生产几个阶段，经过大量实验和检测，目前已交付用户使用。经用户反馈，稳定式卫星跟踪天线系统性能可 靠。 关键字： 动中通， 踪，卫星通信 no is to it is in of in is a in by in in is in a of of of up a of is of on a It of to of RM to of of in is by in 济大学 硕士学位论文 摘要 3 同济大学 硕士学位论文 目录 4 目 录 第一章 概述 . 1 究背景 . 1 究现状 . 2 究意义 . 3 究内容与论文组织安排 . 3 第二章 相关技术 . 7 星通信技术 . 7 踪系统控制技术 . 8 入式系统 . 8 . 11 分系统设计采用的主要技术 . 13 服驱动技术 . 13 度测量技术 . 14 纤陀螺技术 . 14 . 15 号测量技术 . 16 踪系统开发环境 . 17 入式系统集成开发环境 . 17 件烧录工具 . 17 第三章 系统功能需求分析 . 18 体系统需求 . 18 踪系统总线需求 . 20 星通信系统功能需求 . 20 踪系统功能需求 . 22 动寻星功能 . 22 号自动搜索跟踪功能 . 23 踪系统总体性能需求 . 24 第四章 跟踪系统设计 . 26 踪系统架构设计 . 26 踪系统工作流程设计 . 27 踪系统功能设计 . 27 动寻星功能设计 . 28 号自动搜索跟踪功能设计 . 29 踪系统 . 32 踪系统总线拓扑结构设计 . 32 踪系统 . 33 系统控制单元总线地址规划 . 33 系 统功能设计 . 34 环驱动分系统设计 . 35 同济大学 硕士学位论文 目录 5 号测量分系统设计 . 37 性测量分系统设计 . 38 位定向分系统设计 . 39 . 40 第五章 跟踪系统实现 . 43 踪系统关键技术实现 . 43 理器配置 . 43 要寄存器初始化实现 . 48 . 50 要分系统功能关键技术软件实现 . 51 环驱动分系统 . 52 位定向分系统 . 54 性测量分系统 . 57 号测量分系统 . 57 线控制分系统 . 60 统自动跟踪功能的软件实现 . 62 动寻星功能 . 62 号自动搜索跟踪 功能 . 65 定式卫星跟踪天线系统实现结果 . 67 系统性能测试 . 68 踪系统整体性能测试 . 71 系统实现结果 . 75 第六章 总结与展望 . 77 结 . 77 望 . 78 致谢 . 1 参考文献 . 3 个人简历、在读期间发表的学术论文与研究成 果 . 6 同济大学 硕士学位论文 目录 6 第 1 章 概述 1 第一章 概述 本章首先阐述了研究的背景和现状，然后对市场和行业状况进行了简单介绍， 最后说明本论文的主要研究内容及组织结构。 究背景 伴随当今社会信息化的不断发展，通信领域技术的不断创新，各种新的业务，网络，终端设备的出现，为人人、人机之间的交互方式提供了广泛选择。随着信息量的不断增长，单纯依靠有线网和地面蜂窝系统已经不能更大限度满足人们对通信的需求，为卫星网络的长足发展提供了机会。卫星技术可以为地面、航空、海事等领域的用户提供大带 宽的通信服务。并且利用同步轨道通信卫星进行信号覆盖，不受空间、时间、地理环境限制实现全球范围内的宽带数据通信。 从 1964年第一颗人造同步轨道通信卫星发射至今，卫星通信技术已经经历近 50年的发展，通信卫星已经由最简单的中继站发展到目前具备先进处理转发技术的交换平台。特别是上世纪末期卫星通信技术突飞猛进，各种新技术应用于卫星通信上，大幅提高了卫星通信能力，并且有效降低成本，用户数量激增。通信卫星已不再是少数群体能够使用的资源。卫星通信覆盖的行业领域也越来越广泛。随之而来对卫星通信技术提出了更高的要求。从简单的 地面站 地面站这种固定式的通信模式，发展到先进的地面站 移动地面站，甚至是移动站移动站的通信模式。由此卫星通信行业发展衍生出具备移动中通信能力的卫星通信技术，简称动中通技术。 所谓卫星通信“动中通”系统是指可以在移动状态下通过卫星进行无线电通信的终端地球站，包括车载、船载、机载三种安装方式。其主要技术特点如下： （ 1）天线口径小，动中通系统受车辆、船舶等载体安装环境限制，通常采用直径 小口径天线。 （ 2）动中通系统在运动过程中随地理位置变化影响，与连接卫星的 ，需要修正发射功率或发射速率。 同济大学 硕士学位论文 基于 线的稳定式卫星跟踪天线系统设计与实现 2 （ 3）动中通系统在移动过程中电波传输受遮挡影响会时常中断，因此要求具备快速星地链路恢复能力。 （ 4）动中通系统由于在移动状态下进行卫星通信，而卫星通信本神对天线面指向精度有很高要求，因此动中通系统需具备优秀的跟踪能力，不论载体运动姿态如何变化，始终保证天线准确指向，避免指向偏差造成邻星干扰。 典型的动中通系统应用示例如图 卫 星 站 1卫 星 站 2C D M - 5 7 0 L M - 5 7 0 L 图 型动中通应用示例图 图 备了动中通系统，采用 路单载波方式）通过通信卫星与远端地面站进行连接。两端都配有 以为用户提供标准 过搭配 换机， 频会议终端等设备，能向用户提供语音、视频和数据的传输等服务。 究 现状 目前，动中通系统作为新兴技术处于卫星业务产业的前沿，由于技术先进、应用领域广泛和设备价格相对低廉，市场发展迅猛。用户群体涵盖电信、公安、人防、铁路、应急救灾、海事、军事、航空、航天等领域。欧洲咨询公司（ 测到 2020年国际市场对卫星动中通产品的年需求将超过 10亿美元。国际老牌卫星通信设备制造商如韩国的 国的 舶及航空器的动中通产品。并且占有国内外 95%以上的市场份额。 第 1 章 概述 3 国内动中通技术由于卫星行业起步较晚，目前主要国内厂商等盈利点集中于固定站建设、系统集成及静中通产品研发阶段。仅有部分厂商如中国电子集团39所、 54所、中国航天集团发动中通产品，且尚未形成产业化的规模。并且依然存在技术难点待攻关。主要应用市场面向船载用户，其特点是跟踪速度较慢、跟踪精确度较差，且不适用于 载体运动姿态变化较复杂的车辆和航空器上。 针对现今市场对卫星通信提出移动通信需求，动中通系统将是未来卫星通信行业发展的重要推动力，将会大力提高卫星通信技术在整个通信行业所占比重。市场需求前景广阔。并且国内厂商迫切需要自主研发动中通产品，提高市场竞争力，减少或避免对国外产品的依赖性，增强自身竞争能力。 究 意义 卫星通信动中通系统主要应用于移动载体在移动过程中的通信联络，由于采用 小口径天线终端）作为技术基础，具备了卫星通信覆盖区域广、不受地形地域限制、传输线路稳定可靠的优点，同时兼顾 了载体安装尺寸限制。真正实现了移动中卫星通信的目的。 现有主流动中通系统主要由卫星自动跟踪设备和卫星通信设备两部分组成。通过采用自主跟踪，信号闭环控制等技术的实现了各种车辆、船舶、航空器等载体通过同步轨道通信卫星，实时不间断传递宽带数据、语音、视频等多媒体信息。 本论文所进行的研究，旨在设计一种可以兼顾车载、船载两种环境下的通用动中通卫星天线跟踪系统。利用成熟的卫星通信技术、光纤陀螺技术、微处理器技术、 服驱动技术和先进可靠的数学模型为基础，实现一种高稳定卫星跟踪天线系统。该系统利用以上 技术，研发出低成本、小型化、高可靠性和通用性的卫星动中通产品。 究内容与论文组织安排 本论文是我单位根据对卫星通信行业中动中通产品的市场需求分析得出的结果，结合实际情况，针对需方对动中通产品的小型化、通用化、高稳定跟踪等同济大学 硕士学位论文 基于 线的稳定式卫星跟踪天线系统设计与实现 4 要求，对动中通卫星跟踪天线系统进行设计和实现。论文主要从技术角度研究该系统设计与实现可行性。我处接到该设计任务后，结合单位情况进行了以下工作： （ 1）研究了市场上同类型产品的主要技术性能指标、成本和市场需求等信息，明确目标客户群体，对自身产品进行准确定位。 （ 2）根据产品整体性能指 标和主要功能要求，分析了主要部件的功能要求和技术难点。主要包括伺服驱动技术、角度测量技术、总线技术、定位定向技术、光纤陀螺技术、嵌入式软件开发和卫星通信技术等。 （ 3）参照对比现有同类主流产品设计经验，设计了卫星通信系统部分和自动跟踪系统部分。卫星通信系统部分由于 计中以使用现有成熟产品为原则，避免重复开发。作为重点研发的自动跟踪系统部分为保证产品质量和控制研发成本，尽可能采用已有成熟技术，设计了以 于 盖了伺服驱动、 位定向、角度测量、 光纤陀螺和信号测量等技术的分布嵌入式控制系统及其控制软件。 （ 4）该设计软件很好的实现了该产品在移动载具（车辆、船舶）行进过程中可靠的卫星跟踪功能。可以快速、可靠的控制卫星天线进行卫星信号的初捕、重捕和连续跟踪。各项性能指标完全满足客户需求，且部分指标达到国内先进水平。 本论文章节具体安排如下： 第一章 概述：分析卫星通信行业现状及动中通产品产生的背景，简述现阶段行业状况及市场前景，介绍本论文内容和具体章节安排。 第二章 相关技术：介绍实现该设计涉及到的技术，研发环境，技术背景，工作原理和开发平台。 第三章 需求分析：讨论系统的功能需求和可行性分析。 第四章 系统设计：详细说明跟踪系统的总线设计，跟踪系统与相应分系统的软硬件功能和工作流程设计。 第五章 系统实现：介绍系统实现中跟踪系统主要功能及各分系统控制单元的软件实现。 第 1 章 概述 5 第六章 总结与展望： 对于所做工作的总结和对未来工作的展望。 同济大学 硕士学位论文 基于 线的稳定式卫星跟踪天线系统设计与实现 6 第 2 章 相关技术 7 第二章 相关技术 本章介绍在设计和实现 稳定式卫星跟踪天线系统中所用到的技术、理论背景和工具，并进行说明。 星通信技术 卫星通信技术来源于地面微波中继通信，其主要特点是利用人造地球卫星作为中继站进行信号的中继转发。 卫 星通信定义：是指设置在地球上的无线电通信站之间利用人造地球卫星作为中继站的两个或多个地球站之间的通信。 卫星通信种类： 1. 按照地球站部署位置划分，包括地面、空中、水面三种类型。 2. 按照移动状态划分，可分为固定、机动和移动三种状态。 （ 1） 固定式地球站是指不可移动的，通常固定安装在建筑上卫星地面站。 （ 2）机动地球站指可由车辆、船舶搭载，具备一定机动能力的，可根据需要机动至指定位置后，展开天线进行通信的地面站。需要指出的是该类型地球站不具备移动中通信的能力。 （ 3）移动地面站是指可搭载在 车辆船舶载体上，并在移动过程中进行通信的地球站，即动中通系统。 3. 按照卫星轨道方式划分，可分为同步轨道和非同步轨道。其中同步轨道卫星是指对地静止的卫星。其需要满足 3 个条件： （ 1）卫星那个必须以与地球相同的旋转速度向东运动。 （ 2）轨道必须为圆形。 （ 3）轨道倾角必须为零度。 目前主流通信卫星均采用同步轨道方式。 4. 按照通信频段划分，目前主要的卫星通信系统频段管理是在国际电信联盟（ 理下进行的，其划分标准如下（表 同济大学 硕士学位论文 基于 线的稳定式卫星跟踪天线系统设计与实现 8 频段名称 频段范围（ 使用频段（ 可 用带宽（ 00250M L 波段（ 1 90/70M S 波段（ 2 80/20M 波段（ 4 800M X 波段（ 8 500M 段（ 12 500M 0a（ 27 3G 表 星通信频段划分表 根据以上对卫星通信系统类型的划分，本文所设计的稳定式卫星跟踪天线系统，是一种用于 段同步轨道卫星通信的车船载通用型移动地球站。 踪 系统控制技术 稳定式卫星跟踪天线系统中的跟踪系统部分，主要采用基于 构嵌入式系统和 中嵌入式系统用作实现整个跟踪系统设计的硬件基础， 各分系统提供基本功能支持。每个分系统的控制单元由针对各自功能特点设计的嵌入式程序软件进行控制，准确无误的向天线控制分系统的控制单元提供跟踪所需信息并严格执行天线控制单元的运转指令，最终实现稳定的卫星跟踪功能。下面将重点介绍跟踪系统控制所采用的主要技术。 入式系统 嵌入式系统是指 以应用为中心，以计算机技术为基础，软硬件可根据应用需求进行裁剪，满足应用系统对功能、可靠性、体积、功耗等要求的专用计算机系统。 它是先进的计算机技术、半导体技术、电子技术与各行业应用结合后的产物，作为专用计算机系统，通常面向特定任务因此功能较为单一，但是却具有执行效率高、稳定可靠的优点，广泛应用于工业控制等领域。 其发展主要经历了四个阶段：无操作系统阶段、简单操作系统阶段、实时操作系统阶段、面向 段。 第 2 章 相关技术 9 一个完善的嵌入式系统主要由以下几部分构成： （ 1）硬件层：主要包括嵌入式微处理器、存储 器、通用设备接口和 I/O 接口。该层为上层操作系统和应用软件提供了硬件环境，其核心由微处理器、电源电路、时钟电路、存储器四部分组成。 （ 2）中间层：也称板级支持包 将系统上层应用和底层硬件分离开来，使系统上层软件开发人员无需关系底层硬件的具体情况，根据 提供的接口开发即可。 （ 3）系统软件层：由 时操作系统）、文件系统、 络系统及通用组件模块组成。 （ 4）应用软件：由基于实时系统开发的应用程序组成。 于 构的嵌入式系统 司上世纪九十年代初成立于英国剑桥，是专门从事基于 术芯片设计开发的公司，目前主要出售芯片设计技术授权，作为知识产权供应商，本身不从事芯片生产，靠转让设计许可由合作公司生产各具特色的芯片，半导体生产商从 据各自不同的应用领域，加入适当的外围电路，从而形成自己的 处理器芯片进入市场。目前，全世界有几十家大的半导体公司都使用 司的授权，使得 的第三方工具、制造、软件的支持，又使整个系统成本降低，使产品更容易进入市场和更具竞争力。目前， 线通信、网络应用、消费类电子产品、成像和安全产品各个领域。 采用 简指令集计算机 )架构的 （ 1）支持 16 位） /32 位）双指令集，能很好的兼容 8 位 /16位器件，具有更好的代码密度； （ 2）指令执行采用 3级流水线 /5级流水线技术； （ 3）带有指令和数据 缓存，大量使用寄存器，指令执行速度更快。寻址方式灵活简单，执行效率高。 同济大学 硕士学位论文 基于 线的稳定式卫星跟踪天线系统设计与实现 10 （ 4）支持用户、快中断、中断、管理、中止、系统和未定义等 7 种处理器模式，除了用户模式外，其余的均为特权模式； （ 5）处理器芯片通过 免使用昂贵的在线仿真器。 （ 6） 具有片上总线 一个典型的 示： 图 型 其包含有 31个 32位通用寄 存器及 6位状态寄存器、 32 8位乘法器 32 32位桶形移位寄存器、指令译码及控制逻辑、指令流水线和数据地址寄存器等。 处理器 中，2位嵌入式 频最高可达 130用能够提供 三级流水线结构，内嵌硬件乘法器（ 第 2 章 相关技术 11 支持 16为压缩指令集 入式 持片上 持片上断点和调试点。指令系统与 本系统设计从成本和功能需求等方面因素考虑，采用 型号处理器主频为 60以满足各单元数据处理，此外还具备 宽调制）、 2以满足各分系统中不同传感器及元器件的数据处理和传输需求。 核型号定义该型号处理器功能特点如下表 x 系列号，如 y 含有内存管理或保护 单元，如 z 含有 含有 令解码器，支持 令集，如 含有 试器，支持 持片上调试 M 含有硬件快速乘法器，如 含有内嵌的在线调试宏单元（ CE 件部件，提供片上断点和调试点支持，如 表示支持增强型 令 J 含有 速器 含有向量浮点单元 S 可以综合版本，以源代码形式提 供的，可被 具使用 表 场总线技术 总线是指各种信号线的集合，是嵌入式系统中各部件之间传送数据、地址和控制信息的公共通路。在同一时刻，每条通路线路上能够传输一位二进制信号。按照总线所传送的信息类型，可以分为：数据总线、地址总线和控制总线。总线的主要参数包括： （ 1）总线带宽：一定时间内总线上可以传送的数据量，用 s 表示。 （ 2）总线位宽：总线能同时传送的数据位数（ 总线的位宽指标直接影响数据传输速率越大。 （ 3）总线频率：工作 时钟频率以 单位，工作频率越高，则总线工作速度越快，也即总线带宽越宽。带宽计算方式如下： 同济大学 硕士学位论文 基于 线的稳定式卫星跟踪天线系统设计与实现 12 总线带宽（ =总线位宽（ 总线频率 (8 嵌入式系统常用总线类型有 线、 线、 线、 线、线和 线等 。 (是控制器局域网络的简称，是由生产汽车电子产品著称的德国 司于上世纪 80 年代开发的一种现场总线技术，是国际上应用最广泛的现场总线之一。 在欧美 线协议已经成为汽车计算机控制系统和嵌入式工业控制局域网的标准总线，由于其可靠性高、 传输速率快、传输距离远和 错误检测能力强，被广泛应用于汽车计算机控制系统和电磁环境恶劣的工业领域。 过采用智能设备使控制系统不再依赖单一的控制计算机或仪表，而是在现场直接完成数据处理，彻底的实现分散控制。通过简化设备总线结构，将不同的数据处理分散到各个控制模块现场处理，可以有效降低对计算机硬件要求，并且大幅减轻总线系统负担，从而提高系统可靠性及降低系统的生产成本。 灵活多样，可以是双绞线、同轴电缆或光导纤维。通信速率最高可达 1通信接口中集成了 议的物理层和数据链路层功能，可完成对通信数据的成帧处理，包括位填充、数据块编码、循环冗余检验、优先级判别等项工作，实际使用过程中网络内节点数量可超过 100个。 采用对通信数据块进行编码的方式进行地址区分。优点可使网络内的节点个数在理论上不受限制，数据块的标识码可由 11位或 29位二进制数组成。这种按数据块编码的方式，还可使不同的节点同时接收到相同的数据，这一点在分布式 控制系统设计中非常有效。数据段长度最多为 8个字节，可满足通常工业领域中控制命令、工作状态及测试数据的一般要求。 证了数据通信的可靠性。 线仲裁机制，在对数据进行实时处理时，必须将数据快速传送 ,这就要求数据的物理传输通路有较高的速度。在几个节点同时需要发送数据时 ,要求快速地进行总线分配，实时处理。同网络数据交换有较大的不同， 线以数第 2 章 相关技术 13 据帧为单位进行数据传送 , 数据帧的优先级标识在帧头标识符中 ,具有最低二进制数值标识符的数据帧有最高的优先级。这 种优先级在系统设计时确定，且不可更改。总线中各节点发送数据帧冲突可通过数据帧标识位大小仲裁解决。当几个节点同时发送数据帧时，标识符二进制数值较小的数据帧具有较高的优先级。这种仲裁方式可有效提高总线利用效率。 分系统设计采用的主要 技术 跟踪系统中各分系统根据其不同功能特点，采用不同技术进行设计，这些分系统通过嵌入式系统和 不同的技术类型的设备整合到一个统一的设计体系中，进而通过软件算法完成跟踪功能的整体设计，这些技术类型主要包括：伺服驱动、角度测量、信号测量、惯性测量和 服驱动技术 伺服驱动系统从功能上划分可以分为伺服驱动器和伺服电机两大部分，其中： 伺服驱动器的主要功能是以数字信号处理器（ 为控制核心，可以实现数字化、网络化和智能化的电机驱动控制。同时具有过电压、过电流、过热、欠压等故障检测保护电路。 伺服电机是一个执行单元，它的作用是把控制信号（控制电压或相位）变换成机械位移，也就是把接收到的电信号变为响应转速或角位移。伺服电机分为直流和交流，本设计采用的交流伺服电机其工作原理是电机内部定子装有三相对称的绕组，转子部分是永久磁极 。当定子的绕组中通过三相电源后，定子与转子之间产生旋转磁场，电机转速与磁场转速同步。由于转子有磁极，所以在极低频率下也能旋转运行，因此交流伺服电机调速范围较宽，可适应稳定式卫星跟踪天线系统载体的复杂姿态变化。另外，交流伺服电机通常配有编码器。实时反馈电机运行情况 至伺服 驱动器，驱动器又根据反馈进一步精确的控制电机的运行。 同济大学 硕士学位论文 基于 线的稳定式卫星跟踪天线系统设计与实现 14 度测量技术 角度测量技术作为自动化设备的重要组成部分，其作用就是精确检测位移量，并实时反馈位置变化量信号至数控装置，若有偏差，经放大后控制执行部件使其向着消除偏差的方向运动，直 至偏差等于零为止。 为了提高稳定式卫星天线跟踪系统在寻星和跟踪过程中的准确度，实现精确对星、稳定跟踪的功能，必须提高系统各轴向的运转精度。通过对比同类产品，确定采用绝对值式编码器作为位置检测装置。 绝对值式编码器工作原理是通过读取编码盘上的图案来表示数值的。其码盘由个扇区构成，每一个扇区由个位构成，扇区中的位根据一定的编码规则设计成透光与非透光两种状态。如图 中空白的部分透光，用“ 0”表示；涂黑的部分不透光，用“ 1”表示。此码盘每扇区有 4环，由里向外每一环配置的光电变换器对应 2的 4次方。图 6扇区，可实现 小测量角度可达 =图 莱编码盘示例 在稳定式卫星天线跟踪系统中，设计采用 16对值角度编码器，其识别精度为 0,则进入运转方向和运转速度判决函数，否则重新进入中断等待状态。通过方向及转速判断，调整 理器中 宽调制寄存器占空比，向伺服驱动器输出脉宽控制信号调整电机转动实现各轴位移，实时接收角度编码器反馈至控制单元的 16度的当前角度位置数据，并将该实时位置循环与目标位置比对，直至距离差值 =0 为止。闭环驱动分系统重新进入等待状态或用户关闭系统。 由图 图 分系统是一个闭环系统，收到外部输入的数据，通过自身闭环方式的调整 再调整控制方式实现自修正。减少天线控制分系统的计算负担，该闭环方式符合分布嵌入式系统的设计理念。 启动 软硬件初始化 中断寄存器等待 判断目标位置距离 判断运转方向及转速 调节 空比 驱动伺服系统运转 编码器度数变化 关闭 第 4 章 跟踪系统设计 37 号测量分系统设计 信号测量分系统的功能是实时提供卫星跟踪信号的信噪比，相对于其他系统其结构相对简单，却又极其重要。该分系统是整个跟踪系统中与卫星通信系统相关的重要环节，是实现整个稳定式卫星跟踪天线系统的技术纽带。其设计结构如图 图 号测量分系统设计结构图 该测量技术以专用 片为基础，采用 116、 理器，构成独立的信号测量单元。其工作原理是分系统启动时利用理 30段的噪声，将测量到的噪声转换为可处理的电平后由模数转换器以数据形式记录该环境噪声值。当跟踪系统启动时，由用 L 波段信号中截取所选频段信号，然后将该频段信号交由 换为可测量电压，最后 通过 将该信噪比数据以 于系统跟踪信号质量的评判。 信号测量分系统软件工作流程如下图